الحساس الخاص بالتباطؤ

أنواع أجهزة استشعار التباطؤ

يكتشف جهاز **استشعار التباطؤ** انخفاض السرعة أو تغيير في حركة جسم ما. يُعرف هذا المستشعر أيضًا باسم مستشعر التسارع السلبي. يقيس تسارع المركبة في الاتجاه المعاكس لحركتها. عندما تُبطئ المركبة أو تغير اتجاهها، يكتشف جهاز استشعار التباطؤ التغيير ويُرسل إشارة إلى وحدة التحكم الإلكترونية (ECU).

تُستخدم أجهزة استشعار التباطؤ على نطاق واسع في صناعة السيارات. تُستخدم في أنظمة الوسائد الهوائية، وأنظمة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS)، ونظام التحكم الإلكتروني بالثبات (ESC)، وأنظمة التحكم في الجر. يُحسّن المستشعر أمان واستقرار المركبة. يمكن استخدامه أيضًا في الروبوتات، والفضاء الجوي، والإلكترونيات الاستهلاكية. على سبيل المثال، يمكن للهاتف الذكي استخدام جهاز استشعار التباطؤ لاكتشاف السقوط الحر وتنشيط إجراءات وقائية لحماية البيانات على الهاتف. فيما يلي أنواع مختلفة من أجهزة استشعار التباطؤ:

• مستشعر التباطؤ الميكرو-إلكتروني-الميكانيكي (MEMS): يستخدم مستشعر التباطؤ MEMS تقنيات التصنيع الدقيقة لدمج المكونات الميكانيكية والكهربائية. لديه هياكل صغيرة يمكنها استشعار قوى التسارع أو التباطؤ. يمكن لهذه الهياكل أن تتحرك قليلاً عند تعرضها لقوى التباطؤ. تسبب الحركة تغييرًا في السعة، أو المقاومة، أو الشحنة الكهربائية، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى إشارة كهربائية. يمكن تضخيم الإشارة وتحويلها إلى رقمية لقياس مقدار واتجاه التباطؤ.
• مستشعر التباطؤ السعوي: يقيس مستشعر التباطؤ السعوي التغيرات في السعة التي تسببها التباطؤ. لديه لوحين موصلين مفصولين بفجوة صغيرة ومادة عازلة. عندما يتعرض المستشعر للتباطؤ، تتغير المسافة بين اللوحين، مما يؤدي إلى تغيير في السعة. يكون التغيير في السعة متناسبًا مع قوة التباطؤ. هذا المستشعر حساس للغاية ويمكنه قياس قوى التباطؤ الصغيرة.
• مستشعر التباطؤ مقاومة الضغط: يقيس مستشعر التباطؤ مقاومة الضغط التغيرات في المقاومة الكهربائية بسبب الإجهاد الميكانيكي. يتكون من مادة مقاومة، عادةً معدن أو أشباه الموصلات، تغير مقاومتها عند تشوهها. يحدث التشوّه عندما يتعرض المستشعر لقوى التباطؤ. يمكن قياس التغيير في المقاومة واستخدامه لحساب مقدار التباطؤ.
• مستشعر التباطؤ البصري: يستخدم مستشعر التباطؤ البصري الضوء لقياس التباطؤ. لديه ليزر أو LED ينبعث منه ضوء إلى البيئة. عندما يتعرض المستشعر للتباطؤ، تتغير شدة أو اتجاه الضوء المنبعث. يمكن اكتشاف التغيير وتحليله باستخدام مستشعر ضوئي أو مقياس تداخل بصري. تتميز أجهزة استشعار التباطؤ البصرية بحساسية عالية ويمكنها قياس قوى التباطؤ الصغيرة جدًا.
• مستشعر التباطؤ المغناطيسي: يقيس مستشعر التباطؤ المغناطيسي التغيرات في الحقول المغناطيسية بسبب التباطؤ. لديه مغناطيس وعناصر استشعار، مثل الترانزستور ذي تأثير هول أو عنصر مغناطيسي مقاوم، يستجيب للتغيرات في المجال المغناطيسي. عندما يتعرض المستشعر للتباطؤ، يتغير الموضع النسبي أو حركة المغناطيس فيما يتعلق بعنصر الاستشعار، مما يؤدي إلى تغيير في إشارة الإخراج. تتميز أجهزة استشعار التباطؤ المغناطيسية بالمتانة ويمكنها العمل في بيئات قاسية.

مواصفات وصيانة أجهزة استشعار التباطؤ

يحدد المصنعون العديد من المعلمات الرئيسية التي تصف أداء وتشغيل أجهزة استشعار التباطؤ. تتضمن هذه المعلمات الحساسية، وعرض النطاق الترددي، وكثافة الضوضاء، ومتطلبات الطاقة.

تشير حساسية جهاز استشعار التباطؤ إلى حجم إشارة الإخراج التي يُنشئها المستشعر عندما يتغير التسارع المقاس. تجعل الحساسية العالية من السهل اكتشاف التغيرات الطفيفة في التسارع، بينما تتطلب الحساسية المنخفضة تغييرات أكبر في التسارع لإنتاج إشارة قابلة للكشف.

يشير عرض النطاق الترددي إلى نطاق تردد جهاز استشعار التباطؤ. يحدد قدرة المستشعر على قياس التغيرات في التسارع بمعدلات مختلفة. يمكن لمستشعر ذي عرض نطاق ترددي واسع اكتشاف التغيرات السريعة في التسارع، بينما يكون مستشعر ذو عرض نطاق ترددي ضيق أكثر ملاءمة للتغيرات البطيئة في التسارع.

كثافة الضوضاء هي مقياس لمستوى الضوضاء الذي يُنشئه جهاز استشعار التباطؤ. يمكن للضوضاء أن تتداخل مع قدرة المستشعر على قياس التغيرات في التسارع بدقة. لذلك، من المهم أن تكون كثافة الضوضاء منخفضة لضمان دقة القياس العالية.

تُعد أجهزة استشعار التباطؤ مكونات أساسية في العديد من الأنظمة الإلكترونية. لذلك، فإن الصيانة المناسبة ضرورية لضمان موثوقيتها ودقتها. فيما يلي بعض المبادئ التوجيهية العامة لصيانة أجهزة استشعار التباطؤ:

• 1. اتبع توصيات الشركة المصنعة لتركيب واستخدام المستشعر.
• 2. حافظ على نظافة المستشعر وخالٍ من الغبار والأوساخ.
• 3. تحقق من اتصالات المستشعر الكهربائية بانتظام لضمان التشغيل السليم.
• 4. احمِ المستشعر من الأحمال الميكانيكية الزائدة والاهتزازات التي قد تُتلفه.
• 5. عيّر المستشعر بشكل دوري للحفاظ على دقة القياس.
• 6. استبدل المستشعر إذا كان مهترئًا أو تالفًا.

كيفية اختيار أجهزة استشعار التباطؤ

فيما يلي بعض النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار جهاز استشعار تباطؤ مناسب لتطبيق معين:

• نطاق القياس

  تقيس أجهزة استشعار التباطؤ مدى ومعدل التغيرات في السرعة. لذلك، عند اختيار جهاز استشعار تباطؤ، ضع في الاعتبار الحد الأقصى لمستوى التباطؤ والحد الأدنى الذي يمكن قياسه في التطبيق المستهدف. على سبيل المثال، تتمتع المركبات على الطرق بفعاليات كبح مفاجئة تسبب التباطؤ، والتي يمكن قياسها كحد أقصى لمستوى قوة الجاذبية الأرضية 5 غرام (49 م / ث²) وأدنى مستوى 0.1 غرام (1 م / ث²). من ناحية أخرى، ستتمتع أجهزة استشعار الطائرات بمستوى أقصى أعلى بكثير ومستوى أدنى أقل.

• الحجم

  تتوفر أجهزة استشعار التباطؤ بأحجام مختلفة، وليست الأصغر حجمًا أفضل بالضرورة. يحدد التطبيق وموقع التركيب الحجم المثالي لجهاز استشعار التباطؤ. إذا كان المستشعر مُصممًا للاستخدام في جهاز إلكتروني صغير، يلزم مستشعر مصغر. في التطبيقات مثل المركبات والطائرات، تُستخدم أجهزة استشعار أكبر لتوفير قياسات موثوقة.

• إشارة الإخراج

  إشارة الإخراج هي عامل مهم يجب مراعاته عند اختيار جهاز استشعار تباطؤ. يجب أن تكون إشارة إخراج المستشعر متوافقة مع نظام المراقبة. على سبيل المثال، إذا كان نظام المراقبة يستخدم إشارات تناظرية، يلزم إشارة إخراج تناظرية من المستشعر. من ناحية أخرى، إذا كان النظام يستخدم إشارة رقمية، يجب اختيار جهاز استشعار تباطؤ ذي إخراج رقمي.

• إمداد الطاقة

  تتطلب أجهزة استشعار التباطؤ إمداد الطاقة، وتعتمد متطلبات الإمداد على نوع المستشعر. تتطلب بعض أجهزة الاستشعار إمداد طاقة أعلى من غيرها. لذلك، يجب توفر إمداد الطاقة للمستشعر قبل التركيب. بالإضافة إلى ذلك، ضع في الاعتبار نوع إمداد الطاقة. تُعد أجهزة استشعار التباطؤ ذات استهلاك الطاقة المنخفض مثالية للتطبيقات التي تُعد الطاقة من البطارية هي المصدر الوحيد المتاح.

• التركيب

  ضع في الاعتبار طريقة تركيب جهاز استشعار التباطؤ وتوافر مواقع التركيب المناسبة في التطبيق المستهدف. تستخدم بعض أجهزة الاستشعار المواد اللاصقة، بينما تستخدم الأخرى البراغي أو المسامير. ضع في الاعتبار أيضًا اتجاه المستشعر. يمكن لبعض أجهزة الاستشعار قياس التسارع في اتجاهات مختلفة، بينما يمكن للآخرين قياسه في اتجاه واحد أو اتجاهين فقط.

• السعر

  تتوفر أجهزة استشعار تباطؤ مختلفة بأسعار مختلفة. توفر أجهزة الاستشعار الأغلى تكلفة دقة أعلى ومزيدًا من الميزات والمتانة للبيئات القاسية. ومع ذلك، من المهم اختيار مستشعر مناسب للميزانية ويُلبي متطلبات دقة وموثوقية التطبيق المقصود.

كيفية إجراء الصيانة الذاتية واستبدال أجهزة استشعار التباطؤ

لاستبدال جهاز استشعار تباطؤ، اتبع هذه الخطوات:

• الأدوات المطلوبة:

  احصل على الأدوات الصحيحة للعمل: مفكات براغي، مفاتيح ربط، مفتاح عزم الدوران، كماشة، نظارات السلامة، قفازات، مصباح يدوي، مقياس متعدد، مطرقة، وقواطع أسلاك.

• مستشعر جديد:

  اشترِ جهاز استشعار تباطؤ جديد يتطابق مع مواصفات المستشعر القديم.

• احتياطات السلامة:

  افصل البطارية قبل البدء في أي عمل على النظام الكهربائي للمركبة. ارتدِ نظارات السلامة والقفازات لحماية نفسك من الأجزاء الحادة والصدمات الكهربائية. تأكد من وضع السيارة في وضع الوقوف أو الحياد ووضعها على سطح مستوٍ لمنعها من الدوران. اقرأ دليل الإصلاح للحصول على احتياطات سلامة محددة تتعلق بالمركبة.

• الوصول إلى المستشعر:

  حدد موقع المستشعر باستخدام دليل الإصلاح. عادةً ما يُوجد بالقرب من ناقل الحركة أو وحدة التحكم الإلكترونية بالمحرك. أزل أي أغطية أو مكونات تسد الوصول إلى المستشعر.

• فصل الاتصال الكهربائي:

  افصل موصل الكهرباء بعناية من المستشعر. تذكر اتصالات الأسلاك. استخدم مفك براغي أو كماشة لإزالة أي مثبتات تُثبّت المستشعر في مكانه. كن لطيفًا لتجنب إتلاف الأجزاء المحيطة.

• إزالة المستشعر القديم:

  أزل جهاز الاستشعار القديم بعناية من موقع التركيب. احرص على عدم إسقاط أي براغي أو أجزاء داخل حجرة المحرك.

• تركيب المستشعر الجديد:

  ركّب جهاز الاستشعار الجديد في نفس موضع جهاز الاستشعار القديم. استخدم نفس المثبتات وشدها إلى مواصفات عزم الدوران الخاصة بالشركة المصنعة. أعد توصيل موصل الكهرباء، مع التأكد من وجود الأسلاك في نفس المواضع التي كانت عليها من قبل.

• إعادة التجميع والاختبار:

  استبدل أي أغطية أو مكونات أُزيلت سابقًا. شغّل المركبة وتحقق من وجود أي أضواء تحذيرية أو رموز خطأ. خذ جولة اختبار للتأكد من عمل المستشعر بشكل صحيح وعدم وجود مشاكل في التسارع أو الفرامل.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هو جهاز استشعار التباطؤ؟

ج1: جهاز استشعار التباطؤ هو أداة تُستخدم لاكتشاف وقياس معدل انخفاض السرعة أو معدل تغير السرعة في الاتجاه السلبي. يُعرف أيضًا باسم مستشعر التسارع السلبي.

س2: أين تُستخدم أجهزة استشعار التباطؤ؟

ج2: تُستخدم أجهزة استشعار التباطؤ في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك أنظمة الوسائد الهوائية في السيارات، وأنظمة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS)، وأنظمة التحكم في ثبات المركبة، والدراجات النارية، والآلات الصناعية، وتطبيقات الفضاء الجوي، والإلكترونيات الاستهلاكية، والروبوتات.

س3: ما هو الفرق بين التسارع والتباطؤ؟

ج3: يشير التسارع إلى معدل زيادة السرعة أو معدل التغير الإيجابي في السرعة، بينما يشير التباطؤ إلى معدل انخفاض السرعة أو معدل التغير السلبي في السرعة.

س4: ما هو مستشعر التسارع السلبي؟

ج4: مستشعر التسارع السلبي هو مصطلح آخر لجهاز استشعار التباطؤ. يقيس التباطؤ أو التسارع السلبي في النظام.

س5: كيف يعمل جهاز استشعار التباطؤ؟

يعمل جهاز استشعار التباطؤ عن طريق قياس القوة المُمارسة على مكوناته الداخلية عندما تتعرض مركبة أو جسم ما لانخفاض في السرعة. تتناسب هذه القوة مع معدل التباطؤ وتُحوّل إلى إشارة كهربائية تمثل معدل التباطؤ. يمكن بعد ذلك استخدام إخراج المستشعر بواسطة وحدات التحكم الإلكترونية (ECUs) أو أنظمة أخرى لاتخاذ الإجراءات المناسبة، مثل نشر الوسائد الهوائية، أو ضبط ضغط الفرامل، أو تحسين ثبات المركبة.