व्हील स्पीड सेंसर: Difference between revisions
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व्हील स्पीड | '''व्हील स्पीड''' संवेदक (डब्ल्यूएसएस) या वाहन स्पीड संवेदक (वीएसएस) प्रकार का [[टैकोमीटर]] है। यह प्रेषक उपकरण है जिसका उपयोग वाहन की प्रति मिनट क्रांतियों की गति को पढ़ने के लिए किया जाता है। इसमें सामान्यतः दांतेदार अंगूठी और पिकअप होती है। | ||
== ऑटोमोटिव व्हील स्पीड सेंसर == | == ऑटोमोटिव व्हील स्पीड सेंसर == | ||
=== उद्देश्य === | === उद्देश्य === | ||
व्हील स्पीड | व्हील स्पीड संवेदक का प्रारंभिक उपयोग पहले व्हील से [[स्पीडोमीटर]] तक यांत्रिक लिंकेज को बदलने के लिए किया गया था, जिससे केबल टूटने को खत्म करने और चलती भागों को हटाकर गेज निर्माण को सरल बनाने के लिए किया गया था। ये संवेदक डेटा भी उत्पन्न करते हैं जो स्वचालित ड्राइविंग सहायता जैसे [[लॉक - रोधी ब्रेकिंग प्रणाली]] को कार्य करने की अनुमति देता है। | ||
=== निर्माण === | === निर्माण === | ||
सबसे | सबसे सामान्य व्हील स्पीड संवेदक प्रणाली में [[ लौहचुंबकत्व |लौहचुंबकत्व]] दांतेदार अनिच्छुक रिंग (टोन व्हील) और संवेदक (जो निष्क्रिय या सक्रिय हो सकता है) होता है। | ||
टोन व्हील | टोन व्हील सामान्यतः [[ इस्पात |इस्पात]] से बना होता है और खुली हवा में रचना किया जा सकता है, या सील किया जा सकता है (जैसा कि यूनिटाइज्ड बियरिंग असेंबली के स्थितियों में होता है)। दांतों की संख्या को कम गति वाली सेंसिंग या सटीकता और उच्च गति वाली सेंसिंग या लागत के बीच संतुलन के रूप में चुना जाता है। बड़ी संख्या में दांतों के लिए अधिक मशीनिंग संचालन की आवश्यकता होगी और (निष्क्रिय संवेदक के स्थितियों में) उच्च आवृत्ति आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है जिसे प्राप्त अंत में आसानी से व्याख्या नहीं किया जा सकता है, किन्तु उत्तम रिज़ॉल्यूशन और उच्च सिग्नल अपडेट दर देता है।अधिक उन्नत प्रणालियों में, संवेदक को पहिये के आगे और पीछे के घुमाव के बीच अंतर करने की अनुमति देने के लिए दांतों को विषम आकार का बनाया जा सकता है। | ||
निष्क्रिय | निष्क्रिय संवेदक में सामान्यतः फेरोमैग्नेटिक रॉड होती है जो विपरीत छोर पर स्थायी चुंबक के साथ टोन व्हील से रेडियल रूप से प्रोजेक्ट करने के लिए उन्मुख होती है। छड़ को महीन तार से लपेटा जाता है जो टोन व्हील के घूमने पर प्रेरित प्रत्यावर्ती वोल्टेज का अनुभव करता है, क्योंकि दांत चुंबकीय क्षेत्र में हस्तक्षेप करते हैं। निष्क्रिय संवेदक साइनसॉइडल सिग्नल आउटपुट करते हैं जो पहिया गति के साथ परिमाण और आवृत्ति में बढ़ता है। | ||
निष्क्रिय | निष्क्रिय संवेदक की भिन्नता में कोई चुंबक नहीं होता है, किंतु टोन व्हील होता है जिसमें वैकल्पिक चुंबकीय ध्रुव होते हैं जो वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। इस संवेदक का आउटपुट साइनसॉइड के अतिरिक्त वर्गाकार तरंग जैसा दिखता है, किन्तु फिर भी पहियों की गति बढ़ने पर परिमाण में वृद्धि होती है। | ||
सक्रिय | सक्रिय संवेदक निष्क्रिय संवेदक है जिसमें डिवाइस में सिग्नल कंडीशनिंग सर्किटरी बनाई जाती है। यह सिग्नल कंडीशनिंग सिग्नल के परिमाण को बढ़ा सकती है; सिग्नल के रूप को [[पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव]], [[स्क्वेर वेव]], या अन्य में बदलना; या ट्रांसमिशन से पहले मान को संचार प्रोटोकॉल में एन्कोड करने में होता है। | ||
=== विविधताएँ === | === विविधताएँ === | ||
वाहन गति | वाहन गति संवेदक (वीएसएस) वास्तविक पहिया गति संवेदक हो सकता है, किन्तु सदैव नहीं। उदाहरण के लिए, [[फोर्ड मोटर कंपनी]] [[फोर्ड एओडी ट्रांसमिशन]] ट्रांसमिशन में, वीएसएस को टेलशाफ्ट एक्सटेंशन हाउसिंग पर लगाया गया है और यह स्व-निहित टोन रिंग और संवेदक है। चूँकि यह पहिया गति नहीं देता है (चूंकि अंतर के साथ धुरी में प्रत्येक पहिया अलग-अलग गति से घूमने में सक्षम होता है, और न ही यह अपनी अंतिम गति के लिए केवल ड्राइवशाफ्ट पर निर्भर होता है), सामान्य ड्राइविंग परिस्थितियों में यह प्रदान करने के लिए पर्याप्त है स्पीडोमीटर सिग्नल, और 1987 में रियर व्हील एबीएस प्रणाली और नई [[फोर्ड एफ-सीरीज़ (आठवीं पीढ़ी)]] के लिए उपयोग किया गया था। फोर्ड एफ-सीरीज़, एबीएस के साथ पहला पिकअप थे। | ||
== विशेष प्रयोजन गति सेंसर == | == विशेष प्रयोजन गति सेंसर == | ||
=== सड़क वाहन === | === सड़क वाहन === | ||
व्हील स्पीड | व्हील स्पीड संवेदक एंटी-लॉक ब्रेकिंग प्रणाली का महत्वपूर्ण घटक हैं। | ||
=== रेल वाहनों के लिए रोटरी स्पीड सेंसर === | === रेल वाहनों के लिए रोटरी स्पीड सेंसर === | ||
रेल वाहन में कई उपप्रणालियाँ, जैसे कि [[लोकोमोटिव]] या [[ एकाधिक इकाई |एकाधिक इकाई]] , विश्वसनीय और | रेल वाहन में कई उपप्रणालियाँ, जैसे कि [[लोकोमोटिव]] या [[ एकाधिक इकाई |एकाधिक इकाई]] , विश्वसनीय और त्रुटिहीन रोटरी स्पीड सिग्नल पर निर्भर करती हैं, कुछ स्थितियों में गति या गति में परिवर्तन के माप के रूप में उपयोग किया जाता है। यह विशेष रूप से ट्रैक्शन नियंत्रण [[लोकोमोटिव व्हीलस्लिप]], पंजीकरण, ट्रेन नियंत्रण, दरवाजा नियंत्रण और इसी प्रकार के कामों के लिए प्रयुक्त किया जाता है। ये कार्य कई रोटरी स्पीड संवेदक द्वारा किए जाते हैं जो वाहन के विभिन्न भागों में पाए जा सकते हैं। | ||
स्पीड | स्पीड संवेदक की विफलताएँ अधिकांशतः होती हैं, और मुख्य रूप से रेल वाहनों में आने वाली अत्यंत कठोर परिचालन स्थितियों के कारण होती हैं। प्रासंगिक मानक विस्तृत परीक्षण मानदंड निर्दिष्ट करते हैं, किन्तु व्यावहारिक संचालन में सामने आने वाली स्थितियाँ अधिकांशतः और भी अधिक चरम होती हैं (जैसे [[शॉक (यांत्रिकी)|झटके (यांत्रिकी)]]/[[कंपन]] और विशेष रूप से [[विद्युत चुम्बकीय संगतता]] (ईएमसी))। | ||
===मोटर्स के लिए रोटरी स्पीड सेंसर === | ===मोटर्स के लिए रोटरी स्पीड सेंसर === | ||
चूँकि रेल वाहन कभी-कभी बिना संवेदक के ड्राइव का उपयोग करते हैं, किन्तु अधिकांश को अपने नियामक प्रणाली के लिए रोटरी स्पीड संवेदक की आवश्यकता होती है। सबसे आम प्रकार दो-चैनल संवेदक है जो मोटर शाफ्ट या गियरबॉक्स पर दांतेदार पहिये को स्कैन करता है जो इस उद्देश्य के लिए समर्पित हो सकता है या ड्राइव प्रणाली में पहले से उपस्थित हो सकता है। | |||
इस प्रकार के आधुनिक [[हॉल प्रभाव सेंसर]] चुंबकीय क्षेत्र मॉड्यूलेशन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं और | इस प्रकार के आधुनिक [[हॉल प्रभाव सेंसर|हॉल प्रभाव]] संवेदक चुंबकीय क्षेत्र मॉड्यूलेशन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं और M = 1 और M = 3.5 (डी.पी. = 25 से डी.पी. = 7) के बीच मॉड्यूल के साथ फेरोमैग्नेटिक लक्ष्य पहियों के लिए उपयुक्त हैं। दांतों का आकार गौण महत्व का है; इनवॉल्व या आयताकार टूथिंग वाले लक्ष्य पहियों को स्कैन किया जा सकता है। पहिये के व्यास और दांतों के आधार पर प्रति चक्कर 60 से 300 पल्स प्राप्त करना संभव है, जो निचले और मध्यम कर्षण प्रदर्शन की ड्राइव के लिए पर्याप्त है। | ||
इस प्रकार के | इस प्रकार के संवेदक में सामान्यतः दो हॉल इफेक्ट सेंसर, [[दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक]] और उपयुक्त मूल्यांकन इलेक्ट्रॉनिक्स होते हैं। चुंबक का क्षेत्र गुजरने वाले लक्ष्य दांतों द्वारा नियंत्रित होता है। [[फ़ील्ड मॉड्यूलेशन]] हॉल संवेदक द्वारा पंजीकृत किया जाता है, तुलनित्र चरण द्वारा वर्ग तरंग सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है और ड्राइवर चरण में प्रवर्धित किया जाता है। | ||
दुर्भाग्यवश, हॉल प्रभाव तापमान के साथ बड़ी मात्रा में परिवर्तित होता है। इसलिए संवेदक की संवेदनशीलता और सिग्नल ऑफसेट न केवल हवा के अंतराल पर किंतु तापमान पर भी निर्भर करता है। यह संवेदक और लक्ष्य पहिये के बीच अधिकतम अनुमेय वायु अंतर को भी बहुत कम कर देता है। कमरे के तापमान पर 2 से 3 मिमी के वायु अंतराल को मॉड्यूल M= 2 के विशिष्ट लक्ष्य पहिया के लिए बिना किसी कठिनाई के सहन किया जा सकता है, किन्तु -40 डिग्री सेल्सियस से 120 डिग्री सेल्सियस के आवश्यक तापमान रेंज में प्रभावी सिग्नल पंजीकरण के लिए अधिकतम अंतर होता है। 1.3 मिमी तक गिर जाता है। | |||
मॉड्यूल एम = 1 के साथ छोटे पिच लक्ष्य पहियों का उपयोग | मॉड्यूल एम = 1 के साथ छोटे पिच लक्ष्य पहियों का उपयोग अधिकांशतः उच्च समय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने या निर्माण को अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए किया जाता है। इस स्थितियों में अधिकतम संभव वायु अंतराल केवल 0.5 से 0.8 मिमी है। | ||
डिज़ाइन इंजीनियर के लिए, सेंसर | डिज़ाइन इंजीनियर के लिए, सेंसर जो विशेष मशीन डिज़ाइन का परिणाम होता है, प्रमुख रूप से व्यापक जल में होता है, लेकिन घूर्णन गति को पंजीकृत करने के लिए जो भी प्रतिबंध आवश्यक है, वह निर्भर होता है। अगर इसका तात्पर्य है कि संभावित हवा गैप को बहुत छोटी सी रेंज के भीतर ही होना चाहिए, तो इससे मोटर हाउसिंग और लक्ष्य पहियों की मैकेनिकल टॉलरेंस को संकुचित करने की आवश्यकता होती है जिससे कि चालन के समय सिग्नल ड्रॉपआउट न हो। इसका तात्पर्य है कि व्यावसायिक रूप से, विशेषकर m = 1 के छोटे पिच लक्ष्य पहियों के साथ और अनुकूलन और अत्यंत तापमानों के दुश्मनानुकूल संयोजनों के साथ, समस्याएँ हो सकती हैं। मोटर निर्माता के दृष्टिकोण से, और इससे अधिक ही संचालक के दृष्टिकोण से, यह अधिक व्यापक हवा गैप की गति के सेंसर की अविष्कार करने के लिए उत्तम होता है। | ||
वायु अंतराल बढ़ने पर हॉल | वायु अंतराल बढ़ने पर हॉल संवेदक से प्राथमिक सिग्नल तेजी से आयाम खो देता है। हॉल संवेदक निर्माताओं के लिए इसका तात्पर्य है कि उन्हें हॉल सिग्नल के भौतिक रूप से प्रेरित ऑफसेट बहाव के लिए अधिकतम संभव बदला प्रदान करने की आवश्यकता है। ऐसा करने का पारंपरिक विधि संवेदक पर तापमान को मापना और ऑफसेट की भरपाई के लिए इस जानकारी का उपयोग करना है, किन्तु यह दो कारणों से विफल हो जाता है: पहला क्योंकि बहाव तापमान के साथ रैखिक रूप से भिन्न नहीं होता है, और दूसरा क्योंकि इसका संकेत भी नहीं होता है बहाव सभी सेंसरों के लिए समान है। | ||
कुछ | कुछ संवेदक अब एकीकृत सिग्नल प्रोसेसर की प्रस्तुत करते हैं जो हॉल संवेदक सिग्नल के ऑफसेट और आयाम को सही करने का प्रयास करता है। यह सुधार गति संवेदक पर बड़े अधिकतम अनुमेय वायु अंतराल को सक्षम बनाता है। मॉड्यूल M = 1 टारगेट व्हील पर ये नए संवेदक 1.4 मिमी के वायु अंतराल को सहन कर सकते हैं, जो मॉड्यूल M= 2 टारगेट व्हील पर पारंपरिक गति संवेदक की समानता में व्यापक है। मॉड्यूल m = 2 टारगेट व्हील पर नए स्पीड संवेदक 2.2 मिमी तक के अंतर को सहन कर सकते हैं। सिग्नल गुणवत्ता में उल्लेखनीय वृद्धि करना भी संभव हो गया है। कर्तव्य चक्र और चरण विस्थापन दोनों चैनलों के बीच हवा के अंतर और तापमान में उतार-चढ़ाव के अतिरिक्त कम से कम तीन गुना स्थिर है। इसके अतिरिक्त , जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स के अतिरिक्त नए स्पीड संवेदक की विफलताओं के बीच के औसत समय को तीन से चार गुना तक बढ़ाना भी संभव हो गया है। इसलिए वे न केवल अधिक त्रुटिहीन सिग्नल प्रदान करते हैं, किंतु उनकी सिग्नल उपलब्धता भी अत्यधिक उत्तम होती है। | ||
गियर वाले हॉल इफेक्ट | गियर वाले हॉल इफेक्ट संवेदक का विकल्प संवेदक या एनकोडर हैं जो [मैग्नेटोरेसिस्टेंस] का उपयोग करते हैं। क्योंकि लक्ष्य पहिया सक्रिय, बहुध्रुव चुंबक है, वायु अंतराल और भी बड़ा हो सकता है, 4.0 मिमी तक। क्योंकि मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक कोण-संवेदनशील और आयाम-असंवेदनशील होते हैं, उतार-चढ़ाव वाले गैप अनुप्रयोगों में हॉल संवेदक की समानता में सिग्नल की गुणवत्ता बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त सिग्नल की गुणवत्ता बहुत अधिक है, जो सेंसर/एनकोडर के भीतर या बाहरी सर्किट द्वारा [इंटरपोलेशन] को सक्षम बनाता है। | ||
==== एकीकृत बीयरिंग के साथ मोटर एनकोडर ==== | ==== एकीकृत बीयरिंग के साथ मोटर एनकोडर ==== | ||
एकीकृत बीयरिंग के बिना हॉल | एकीकृत बीयरिंग के बिना हॉल संवेदक द्वारा प्राप्त किए जाने वाले पल्स की संख्या पर सीमा है: 300 मिमी व्यास वाले लक्ष्य व्हील के साथ प्रति क्रांति 300 पल्स से अधिक प्राप्त करना सामान्यतः संभव नहीं है। किन्तु कई लोकोमोटिव और [[ विद्युत एकाधिक इकाई |विद्युत एकाधिक इकाई]] (ईएमयू) को ट्रैक्शन कनवर्टर के उचित संचालन के लिए अधिक संख्या में पल्स की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए जब कम गति पर ट्रैक्शन रेगुलेटर पर सख्त बाधाएं होती हैं। | ||
ऐसे हॉल इफ़ेक्ट | ऐसे हॉल इफ़ेक्ट संवेदक अनुप्रयोगों को अंतर्निर्मित बीयरिंगों से लाभ हो सकता है, जो मोटर बेयरिंग के विपरीत वास्तविक संवेदक पर बहुत कम प्ले के कारण छोटे परिमाण के कई आदेशों को हवा के अंतराल को सहन कर सकता है। इससे मापने के पैमाने के लिए बहुत छोटी पिच चुनना संभव हो जाता है, मॉड्यूल M= 0.22 तक। इसी प्रकार , एकीकृत बीयरिंग वाले मोटर एनकोडर में प्रयुक्त होने पर मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक हॉल संवेदक की समानता में और भी अधिक रिज़ॉल्यूशन और सटीकता प्रदान करते हैं। | ||
और भी अधिक सिग्नल सटीकता के लिए | और भी अधिक सिग्नल सटीकता के लिए त्रुटिहीन एनकोडर का उपयोग किया जा सकता है। | ||
दो एनकोडर के कार्यात्मक सिद्धांत समान हैं: मल्टीचैनल मैग्नेटो-प्रतिरोधक | दो एनकोडर के कार्यात्मक सिद्धांत समान हैं: मल्टीचैनल मैग्नेटो-प्रतिरोधक संवेदक 256 दांतों के साथ लक्ष्य पहिया को स्कैन करता है, [[ उन लोगों के |उन लोगों के]] और [[ कोज्या |कोज्या]] सिग्नल उत्पन्न करता है। [[आर्कटिक]] इंटरपोलेशन का उपयोग साइन/कोसाइन सिग्नल अवधि से आयताकार दालों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। त्रुटिहीन एनकोडर में आयाम और ऑफसेट सुधार कार्य भी होते हैं। इससे सिग्नल की गुणवत्ता में और सुधार करना संभव हो जाता है, जिससे कर्षण विनियमन में अत्यधिक सुधार होता है। | ||
=== व्हीलसेट पर स्पीड सेंसर === | === व्हीलसेट पर स्पीड सेंसर === | ||
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==== बियरिंगलेस व्हीलसेट स्पीड सेंसर ==== | ==== बियरिंगलेस व्हीलसेट स्पीड सेंसर ==== | ||
रेल वाहन के | रेल वाहन के अधिकतर हर पहिए में बेयरिंगलेस स्पीड संवेदक पाए जा सकते हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से लोकोमोटिव व्हीलस्लिप के लिए किया जाता है और सामान्यतः व्हील स्लाइड सुरक्षा प्रणाली के निर्माता द्वारा आपूर्ति की जाती है। इन सेंसरों को पर्याप्त रूप से छोटे वायु अंतराल की आवश्यकता होती है और इन्हें विशेष रूप से विश्वसनीय होना चाहिए। व्हील स्लाइड सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले रोटरी स्पीड संवेदक की विशेष विशेषता उनके एकीकृत निगरानी कार्य हैं। टूटे हुए केबलों का पता लगाने के लिए 7 mA/14 mA के वर्तमान आउटपुट वाले दो-तार संवेदक का उपयोग किया जाता है। जैसे ही सिग्नल आवृत्ति 1 हर्ट्ज से नीचे गिरती है, अन्य डिज़ाइन अधिकतर 7 वी का आउटपुट वोल्टेज प्रदान करते हैं। उपयोग की जाने वाली अन्य विधि संवेदक से 50 मेगाहर्ट्ज आउटपुट सिग्नल का पता लगाना है जब बिजली की आपूर्ति समय-समय पर 50 मेगाहर्ट्ज पर मॉड्यूलेट की जाती है। दो-चैनल सेंसरों में विद्युत रूप से पृथक चैनल होना भी सामान्य है। | ||
व्हील स्लाइड सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले रोटरी स्पीड | |||
कभी-कभी [[ कर्षण मोटर |कर्षण मोटर]] पर व्हील स्लाइड सुरक्षा सिग्नल को हटाना आवश्यक होता है, और तब आउटपुट आवृत्ति | कभी-कभी [[ कर्षण मोटर |कर्षण मोटर]] पर व्हील स्लाइड सुरक्षा सिग्नल को हटाना आवश्यक होता है, और तब आउटपुट आवृत्ति अधिकांशतः व्हील स्लाइड सुरक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत अधिक होती है। इस एप्लिकेशन के लिए एकीकृत आवृत्ति विभक्त या एनकोडर के साथ स्पीड संवेदक का उपयोग किया जा सकता है। | ||
====एकीकृत बियरिंग के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर==== | ====एकीकृत बियरिंग के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर==== | ||
रेल वाहन, विशेष रूप से लोकोमोटिव में कई उपप्रणालियाँ होती हैं जिनके लिए अलग, विद्युत रूप से पृथक गति संकेतों की आवश्यकता होती है। | रेल वाहन, विशेष रूप से लोकोमोटिव में कई उपप्रणालियाँ होती हैं जिनके लिए अलग, विद्युत रूप से पृथक गति संकेतों की आवश्यकता होती है। सामान्यतः न तो पर्याप्त जगह होती है और न ही पर्याप्त जगह होती है जहां अलग-अलग पल्स जनरेटर स्थापित किए जा सकें। मल्टी-चैनल पल्स जेनरेटर जो व्हीलसेट के बेयरिंग शेल या कवर पर फ्लैंज-माउंटेड होते हैं, समाधान प्रदान करते हैं। कई बेयरिंगलेस स्पीड सेंसरों का उपयोग करने में अतिरिक्त केबल भी सम्मिलित होंगे, जिन्हें बाहरी उपकरणों के लिए अधिमानतः टाला जाना चाहिए क्योंकि वे क्षति के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, उदाहरण के लिए उड़ने वाले [[ट्रैक गिट्टी]] । | ||
====ऑप्टिकल सेंसर==== | ====ऑप्टिकल सेंसर==== | ||
से चार चैनल | एक से चार चैनल प्रयुक्त किए जा सकते हैं, प्रत्येक चैनल में [[ फोटो सेंसर |फोटोसेंसर]] होता है जो स्लॉटेड डिस्क पर अधिकतम दो सिग्नल ट्रैक में से को स्कैन करता है। अनुभव से पता चलता है कि इस विधि द्वारा प्राप्त चैनलों की संभावित संख्या अभी भी पर्याप्त नहीं है। इसलिए कई उपप्रणालियों को लोकोमोटिव व्हीलस्लिप इलेक्ट्रॉनिक्स से लूप-थ्रू सिग्नल के साथ काम करना पड़ता है और इसलिए, उदाहरण के लिए, पल्स की उपलब्ध संख्या को स्वीकार करने के लिए मजबूर किया जाता है, चूंकि अलग स्पीड सिग्नल के कुछ लाभ हो सकते हैं। | ||
ऑप्टिकल | ऑप्टिकल संवेदक का उपयोग उद्योग में व्यापक है। दुर्भाग्य से उनमें दो मूलभूत कमज़ोरियाँ हैं जिनके कारण उन्हें कई वर्षों तक विश्वसनीय रूप से कार्य करना बहुत कठिनाई हो गया है, अर्थात्- ऑप्टिकल घटक गंदगी के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, और- प्रकाश स्रोत बहुत जल्दी पुराना हो जाता है। | ||
- ऑप्टिकल घटक गंदगी के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, और | |||
- प्रकाश स्रोत बहुत जल्दी पुराना हो जाता है। | |||
यहां तक कि गंदगी के निशान भी लेंस से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को | यहां तक कि गंदगी के निशान भी लेंस से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को अत्यधिक कम कर देते हैं और सिग्नल ड्रॉपआउट का कारण बन सकते हैं। इसलिए इन एन्कोडर्स को बहुत अच्छी प्रकार से सील किया जाना आवश्यक है। आगे की समस्याएं तब सामने आती हैं जब पल्स जनरेटर का उपयोग ऐसे वातावरण में किया जाता है जहां ओस बिंदु पारित हो जाता है: लेंस कोहरा होता है और सिग्नल अधिकांशतः बाधित होता है। | ||
उपयोग किए जाने वाले प्रकाश स्रोत [[प्रकाश उत्सर्जक डायोड]] (एलईडी) हैं। | उपयोग किए जाने वाले प्रकाश स्रोत [[प्रकाश उत्सर्जक डायोड]] (एलईडी) हैं। किन्तु एलईडी सदैव प्राचीन होते रहते हैं, जिससे कुछ वर्षों में बीम में अत्यधिक कमी आ जाती है। विशेष नियामकों का उपयोग करके इसकी भरपाई करने का प्रयास किया जाता है जो धीरे-धीरे एलईडी के माध्यम से करंट को बढ़ाते हैं, किन्तु दुर्भाग्य से यह उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को और तेज कर देता है। | ||
====चुंबकीय सेंसर==== | ====चुंबकीय सेंसर==== | ||
लौहचुंबकीय माप पैमाने को चुंबकीय रूप से स्कैन करने में प्रयुक्त सिद्धांत इन कमियों को प्रदर्शित नहीं करता है। चुंबकीय एनकोडर का उपयोग करने के कई वर्षों के अनुभव के | लौहचुंबकीय माप पैमाने को चुंबकीय रूप से स्कैन करने में प्रयुक्त सिद्धांत इन कमियों को प्रदर्शित नहीं करता है। चुंबकीय एनकोडर का उपयोग करने के कई वर्षों के अनुभव के समय ऐसे मौके आए हैं जब सील विफल हो गई है और पल्स जनरेटर पूरी प्रकार से ब्रेक डस्ट और अन्य गंदगी की मोटी परत में ढका हुआ पाया गया है, किन्तु ऐसे पल्स जनरेटर अभी भी पूरी प्रकार से काम करते हैं। | ||
ऐतिहासिक रूप से, चुंबकीय | ऐतिहासिक रूप से, चुंबकीय संवेदक प्रणाली की लागत ऑप्टिकल प्रणाली से अधिक होती है, किन्तु यह अंतर तेजी से कम हो रहा है। [[लौह-चुंबकीय]] हॉल और मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक प्रणाली को प्लास्टिक या पॉटिंग (इलेक्ट्रॉनिक्स) सामग्री में एम्बेड किया जा सकता है, जो यांत्रिक विश्वसनीयता बढ़ाता है और पानी और ग्रीस से होने वाले नुकसान को समाप्त करता है। | ||
व्हील स्पीड | व्हील स्पीड संवेदक में [[हिस्टैरिसीस]] भी सम्मिलित हो सकता है। जब वाहन रुका हुआ हो तो यह किसी भी बाहरी स्पंदन को दबा देता है। | ||
इस सिद्धांत के अनुसार निर्मित पल्स जनरेटर का 2005 की | इस सिद्धांत के अनुसार निर्मित पल्स जनरेटर का 2005 की प्रारंभ से कई रेल ऑपरेटरों द्वारा सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है। EN 50155 में निर्दिष्ट प्रकार का परीक्षण<ref>[http://www.selectron.ch/downloads/kataloge/normen-EN-50-155/Standard-EN-50155.pdf Standard EN 50155. Electronic equipment on rail vehicles]. selectron.ch</ref> भी सफलतापूर्वक पूरा कर लिया गया है, जिससे कि अब इन पल्स जनरेटरों को वितरित किया जा सके। | ||
==== इनसाइड-जर्नल बोगियों के लिए एकीकृत बियरिंग्स के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर ==== | ==== इनसाइड-जर्नल बोगियों के लिए एकीकृत बियरिंग्स के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर ==== | ||
अंदर-जर्नल बोगीज उन तंतु प्रेरणा डिज़ाइनर पर विशेष आवश्यकताएँ डालते हैं क्योंकि उनके पास यहाँ का कोई अंत परियोजना नहीं होती है जिससे व्हीलसेट शाफ़्ट की पलटी हो सके। इस स्थिति में पल्स जेनरेटर को व्हीलसेट से जुड़े शाफ़्ट स्टब पर माउंट किया जाना चाहिए और इसे बोगी फ़्रेम से जुड़े टॉर्क कनवर्टर के साथ फिट किया जाना चाहिए जिससे कि यह पलटने से बचा जा सके। | |||
इस स्थान | इस स्थान पर होने वाली अत्यधिक उत्क्षेपन से पल्स जेनरेटर बियरिंग पर विचारणीय भार पड़ता है, जो इस स्थापना के इस विधि के साथ केवल पल्स जेनरेटर शाफ़्ट के छोटे से मास को ही नहीं किंतु पूरे पल्स जेनरेटर के मास को भी बोझना होता है। हम यह देख सकते हैं कि बियरिंग का जीवन तो न्यूनतम तीन से भी ज्यादा शक्ति के साथ घटता है, इससे हम देख सकते हैं कि इस प्रकार के स्थिति के लिए पल्स जेनरेटर केवल बाह्य-जर्नल बोगीज के और सामान्य मानक पल्स जेनरेटर से मिलकर तैयार नहीं किया जा सकता है, किंतु इस प्रकार के स्थान की आवश्यकताओं को ध्यान में रखकर संशोधित डिज़ाइन के साथ पल्स जेनरेटर की आवश्यकता होती है। | ||
=== गैर-चुंबकीय लक्ष्य पहियों या [[ पतरे |पतरे]] उत्पन्न करने वाले अनुप्रयोगों के लिए स्पीड सेंसर === | === गैर-चुंबकीय लक्ष्य पहियों या [[ पतरे |पतरे]] उत्पन्न करने वाले अनुप्रयोगों के लिए स्पीड सेंसर === | ||
कुछ परिवहन कंपनियों को विशेष समस्या का सामना करना पड़ता है: मोटरों को ठंडा रखने वाली परिसंचारी हवा पहियों और पटरियों से घर्षण को दूर ले जाती है। यह चुंबकीय सेंसरों के शीर्षों पर एकत्रित होता | कुछ परिवहन कंपनियों को विशेष समस्या का सामना करना पड़ता है: मोटरों को ठंडा रखने वाली परिसंचारी हवा पहियों और पटरियों से घर्षण को दूर ले जाती है। यह चुंबकीय सेंसरों के शीर्षों पर एकत्रित होता है।ऐसी मोटरें भी बढ़ती जा रही हैं जिनमें सेंसरों को [[एल्यूमिनियम मिश्र धातु]] पहियों को स्कैन करना पड़ता है, उदाहरण के लिए क्योंकि इम्पेलर्स [[ अल्युमीनियम |अल्युमीनियम]] मिश्र धातु से बने होते हैं और निर्माता अलग फेरोमैग्नेटिक गियर रिम पर सिकुड़न नहीं चाहता है। | ||
इन अनुप्रयोगों के लिए स्पीड | इन अनुप्रयोगों के लिए स्पीड संवेदक उपलब्ध हैं जिनके लिए लक्ष्य चुंबक की आवश्यकता नहीं होती है।<ref>{{cite web|title=गियरटूथ सेंसिंग|url=http://phareselectronics.com/products/geartooth-sensors/geartooth-sensing/|website=phareselectronics.com|accessdate=26 May 2015}}</ref> 1 मेगाहर्ट्ज के क्रम की आवृत्ति के साथ वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए कई संचारण और प्राप्त करने वाले कॉइल का उपयोग किया जाता है और फिर प्रेषकों और रिसीवर के बीच युग्मन के मॉड्यूलेशन का मूल्यांकन किया जाता है। यह संवेदक चुंबकीय संवेदक के लिए इंस्टॉलेशन और सिग्नल संगत है; अधिकांश सामान्य लक्ष्य व्हील मॉड्यूल के लिए इकाइयों को बिना किसी अन्य उपाय के आवश्यक रूप से बदला जा सकता है। | ||
=== इंटरपोलेशन के साथ स्पीड सेंसर === | === इंटरपोलेशन के साथ स्पीड सेंसर === | ||
ग्राहक | ग्राहक अधिकांशतः प्रति क्रांति अधिक संख्या में पल्स चाहते हैं जो उपलब्ध स्थान में और सबसे छोटे मॉड्यूल M= 1 के साथ प्राप्त किया जा सकता है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, संवेदक उपलब्ध हैं जो इंटरपोलेशन की प्रस्तुत करते हैं। ये लक्ष्य पहिये पर गियर दांतों या चुंबकीय ध्रुवों की मूल संख्या 2-64X का आउटपुट प्रदान करते हैं। सटीकता संवेदक इनपुट की गुणवत्ता पर निर्भर है: हॉल संवेदक कम लागत वाले, किन्तु कम सटीकता वाले, मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक उच्च लागत वाले, किन्तु उच्च सटीकता वाले होते हैं। | ||
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Latest revision as of 07:31, 16 October 2023
व्हील स्पीड संवेदक (डब्ल्यूएसएस) या वाहन स्पीड संवेदक (वीएसएस) प्रकार का टैकोमीटर है। यह प्रेषक उपकरण है जिसका उपयोग वाहन की प्रति मिनट क्रांतियों की गति को पढ़ने के लिए किया जाता है। इसमें सामान्यतः दांतेदार अंगूठी और पिकअप होती है।
ऑटोमोटिव व्हील स्पीड सेंसर
उद्देश्य
व्हील स्पीड संवेदक का प्रारंभिक उपयोग पहले व्हील से स्पीडोमीटर तक यांत्रिक लिंकेज को बदलने के लिए किया गया था, जिससे केबल टूटने को खत्म करने और चलती भागों को हटाकर गेज निर्माण को सरल बनाने के लिए किया गया था। ये संवेदक डेटा भी उत्पन्न करते हैं जो स्वचालित ड्राइविंग सहायता जैसे लॉक - रोधी ब्रेकिंग प्रणाली को कार्य करने की अनुमति देता है।
निर्माण
सबसे सामान्य व्हील स्पीड संवेदक प्रणाली में लौहचुंबकत्व दांतेदार अनिच्छुक रिंग (टोन व्हील) और संवेदक (जो निष्क्रिय या सक्रिय हो सकता है) होता है।
टोन व्हील सामान्यतः इस्पात से बना होता है और खुली हवा में रचना किया जा सकता है, या सील किया जा सकता है (जैसा कि यूनिटाइज्ड बियरिंग असेंबली के स्थितियों में होता है)। दांतों की संख्या को कम गति वाली सेंसिंग या सटीकता और उच्च गति वाली सेंसिंग या लागत के बीच संतुलन के रूप में चुना जाता है। बड़ी संख्या में दांतों के लिए अधिक मशीनिंग संचालन की आवश्यकता होगी और (निष्क्रिय संवेदक के स्थितियों में) उच्च आवृत्ति आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है जिसे प्राप्त अंत में आसानी से व्याख्या नहीं किया जा सकता है, किन्तु उत्तम रिज़ॉल्यूशन और उच्च सिग्नल अपडेट दर देता है।अधिक उन्नत प्रणालियों में, संवेदक को पहिये के आगे और पीछे के घुमाव के बीच अंतर करने की अनुमति देने के लिए दांतों को विषम आकार का बनाया जा सकता है।
निष्क्रिय संवेदक में सामान्यतः फेरोमैग्नेटिक रॉड होती है जो विपरीत छोर पर स्थायी चुंबक के साथ टोन व्हील से रेडियल रूप से प्रोजेक्ट करने के लिए उन्मुख होती है। छड़ को महीन तार से लपेटा जाता है जो टोन व्हील के घूमने पर प्रेरित प्रत्यावर्ती वोल्टेज का अनुभव करता है, क्योंकि दांत चुंबकीय क्षेत्र में हस्तक्षेप करते हैं। निष्क्रिय संवेदक साइनसॉइडल सिग्नल आउटपुट करते हैं जो पहिया गति के साथ परिमाण और आवृत्ति में बढ़ता है।
निष्क्रिय संवेदक की भिन्नता में कोई चुंबक नहीं होता है, किंतु टोन व्हील होता है जिसमें वैकल्पिक चुंबकीय ध्रुव होते हैं जो वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न करते हैं। इस संवेदक का आउटपुट साइनसॉइड के अतिरिक्त वर्गाकार तरंग जैसा दिखता है, किन्तु फिर भी पहियों की गति बढ़ने पर परिमाण में वृद्धि होती है।
सक्रिय संवेदक निष्क्रिय संवेदक है जिसमें डिवाइस में सिग्नल कंडीशनिंग सर्किटरी बनाई जाती है। यह सिग्नल कंडीशनिंग सिग्नल के परिमाण को बढ़ा सकती है; सिग्नल के रूप को पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव, स्क्वेर वेव, या अन्य में बदलना; या ट्रांसमिशन से पहले मान को संचार प्रोटोकॉल में एन्कोड करने में होता है।
विविधताएँ
वाहन गति संवेदक (वीएसएस) वास्तविक पहिया गति संवेदक हो सकता है, किन्तु सदैव नहीं। उदाहरण के लिए, फोर्ड मोटर कंपनी फोर्ड एओडी ट्रांसमिशन ट्रांसमिशन में, वीएसएस को टेलशाफ्ट एक्सटेंशन हाउसिंग पर लगाया गया है और यह स्व-निहित टोन रिंग और संवेदक है। चूँकि यह पहिया गति नहीं देता है (चूंकि अंतर के साथ धुरी में प्रत्येक पहिया अलग-अलग गति से घूमने में सक्षम होता है, और न ही यह अपनी अंतिम गति के लिए केवल ड्राइवशाफ्ट पर निर्भर होता है), सामान्य ड्राइविंग परिस्थितियों में यह प्रदान करने के लिए पर्याप्त है स्पीडोमीटर सिग्नल, और 1987 में रियर व्हील एबीएस प्रणाली और नई फोर्ड एफ-सीरीज़ (आठवीं पीढ़ी) के लिए उपयोग किया गया था। फोर्ड एफ-सीरीज़, एबीएस के साथ पहला पिकअप थे।
विशेष प्रयोजन गति सेंसर
सड़क वाहन
व्हील स्पीड संवेदक एंटी-लॉक ब्रेकिंग प्रणाली का महत्वपूर्ण घटक हैं।
रेल वाहनों के लिए रोटरी स्पीड सेंसर
रेल वाहन में कई उपप्रणालियाँ, जैसे कि लोकोमोटिव या एकाधिक इकाई , विश्वसनीय और त्रुटिहीन रोटरी स्पीड सिग्नल पर निर्भर करती हैं, कुछ स्थितियों में गति या गति में परिवर्तन के माप के रूप में उपयोग किया जाता है। यह विशेष रूप से ट्रैक्शन नियंत्रण लोकोमोटिव व्हीलस्लिप, पंजीकरण, ट्रेन नियंत्रण, दरवाजा नियंत्रण और इसी प्रकार के कामों के लिए प्रयुक्त किया जाता है। ये कार्य कई रोटरी स्पीड संवेदक द्वारा किए जाते हैं जो वाहन के विभिन्न भागों में पाए जा सकते हैं।
स्पीड संवेदक की विफलताएँ अधिकांशतः होती हैं, और मुख्य रूप से रेल वाहनों में आने वाली अत्यंत कठोर परिचालन स्थितियों के कारण होती हैं। प्रासंगिक मानक विस्तृत परीक्षण मानदंड निर्दिष्ट करते हैं, किन्तु व्यावहारिक संचालन में सामने आने वाली स्थितियाँ अधिकांशतः और भी अधिक चरम होती हैं (जैसे झटके (यांत्रिकी)/कंपन और विशेष रूप से विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी))।
मोटर्स के लिए रोटरी स्पीड सेंसर
चूँकि रेल वाहन कभी-कभी बिना संवेदक के ड्राइव का उपयोग करते हैं, किन्तु अधिकांश को अपने नियामक प्रणाली के लिए रोटरी स्पीड संवेदक की आवश्यकता होती है। सबसे आम प्रकार दो-चैनल संवेदक है जो मोटर शाफ्ट या गियरबॉक्स पर दांतेदार पहिये को स्कैन करता है जो इस उद्देश्य के लिए समर्पित हो सकता है या ड्राइव प्रणाली में पहले से उपस्थित हो सकता है।
इस प्रकार के आधुनिक हॉल प्रभाव संवेदक चुंबकीय क्षेत्र मॉड्यूलेशन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं और M = 1 और M = 3.5 (डी.पी. = 25 से डी.पी. = 7) के बीच मॉड्यूल के साथ फेरोमैग्नेटिक लक्ष्य पहियों के लिए उपयुक्त हैं। दांतों का आकार गौण महत्व का है; इनवॉल्व या आयताकार टूथिंग वाले लक्ष्य पहियों को स्कैन किया जा सकता है। पहिये के व्यास और दांतों के आधार पर प्रति चक्कर 60 से 300 पल्स प्राप्त करना संभव है, जो निचले और मध्यम कर्षण प्रदर्शन की ड्राइव के लिए पर्याप्त है।
इस प्रकार के संवेदक में सामान्यतः दो हॉल इफेक्ट सेंसर, दुर्लभ-पृथ्वी चुंबक और उपयुक्त मूल्यांकन इलेक्ट्रॉनिक्स होते हैं। चुंबक का क्षेत्र गुजरने वाले लक्ष्य दांतों द्वारा नियंत्रित होता है। फ़ील्ड मॉड्यूलेशन हॉल संवेदक द्वारा पंजीकृत किया जाता है, तुलनित्र चरण द्वारा वर्ग तरंग सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है और ड्राइवर चरण में प्रवर्धित किया जाता है।
दुर्भाग्यवश, हॉल प्रभाव तापमान के साथ बड़ी मात्रा में परिवर्तित होता है। इसलिए संवेदक की संवेदनशीलता और सिग्नल ऑफसेट न केवल हवा के अंतराल पर किंतु तापमान पर भी निर्भर करता है। यह संवेदक और लक्ष्य पहिये के बीच अधिकतम अनुमेय वायु अंतर को भी बहुत कम कर देता है। कमरे के तापमान पर 2 से 3 मिमी के वायु अंतराल को मॉड्यूल M= 2 के विशिष्ट लक्ष्य पहिया के लिए बिना किसी कठिनाई के सहन किया जा सकता है, किन्तु -40 डिग्री सेल्सियस से 120 डिग्री सेल्सियस के आवश्यक तापमान रेंज में प्रभावी सिग्नल पंजीकरण के लिए अधिकतम अंतर होता है। 1.3 मिमी तक गिर जाता है। मॉड्यूल एम = 1 के साथ छोटे पिच लक्ष्य पहियों का उपयोग अधिकांशतः उच्च समय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने या निर्माण को अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए किया जाता है। इस स्थितियों में अधिकतम संभव वायु अंतराल केवल 0.5 से 0.8 मिमी है।
डिज़ाइन इंजीनियर के लिए, सेंसर जो विशेष मशीन डिज़ाइन का परिणाम होता है, प्रमुख रूप से व्यापक जल में होता है, लेकिन घूर्णन गति को पंजीकृत करने के लिए जो भी प्रतिबंध आवश्यक है, वह निर्भर होता है। अगर इसका तात्पर्य है कि संभावित हवा गैप को बहुत छोटी सी रेंज के भीतर ही होना चाहिए, तो इससे मोटर हाउसिंग और लक्ष्य पहियों की मैकेनिकल टॉलरेंस को संकुचित करने की आवश्यकता होती है जिससे कि चालन के समय सिग्नल ड्रॉपआउट न हो। इसका तात्पर्य है कि व्यावसायिक रूप से, विशेषकर m = 1 के छोटे पिच लक्ष्य पहियों के साथ और अनुकूलन और अत्यंत तापमानों के दुश्मनानुकूल संयोजनों के साथ, समस्याएँ हो सकती हैं। मोटर निर्माता के दृष्टिकोण से, और इससे अधिक ही संचालक के दृष्टिकोण से, यह अधिक व्यापक हवा गैप की गति के सेंसर की अविष्कार करने के लिए उत्तम होता है।
वायु अंतराल बढ़ने पर हॉल संवेदक से प्राथमिक सिग्नल तेजी से आयाम खो देता है। हॉल संवेदक निर्माताओं के लिए इसका तात्पर्य है कि उन्हें हॉल सिग्नल के भौतिक रूप से प्रेरित ऑफसेट बहाव के लिए अधिकतम संभव बदला प्रदान करने की आवश्यकता है। ऐसा करने का पारंपरिक विधि संवेदक पर तापमान को मापना और ऑफसेट की भरपाई के लिए इस जानकारी का उपयोग करना है, किन्तु यह दो कारणों से विफल हो जाता है: पहला क्योंकि बहाव तापमान के साथ रैखिक रूप से भिन्न नहीं होता है, और दूसरा क्योंकि इसका संकेत भी नहीं होता है बहाव सभी सेंसरों के लिए समान है।
कुछ संवेदक अब एकीकृत सिग्नल प्रोसेसर की प्रस्तुत करते हैं जो हॉल संवेदक सिग्नल के ऑफसेट और आयाम को सही करने का प्रयास करता है। यह सुधार गति संवेदक पर बड़े अधिकतम अनुमेय वायु अंतराल को सक्षम बनाता है। मॉड्यूल M = 1 टारगेट व्हील पर ये नए संवेदक 1.4 मिमी के वायु अंतराल को सहन कर सकते हैं, जो मॉड्यूल M= 2 टारगेट व्हील पर पारंपरिक गति संवेदक की समानता में व्यापक है। मॉड्यूल m = 2 टारगेट व्हील पर नए स्पीड संवेदक 2.2 मिमी तक के अंतर को सहन कर सकते हैं। सिग्नल गुणवत्ता में उल्लेखनीय वृद्धि करना भी संभव हो गया है। कर्तव्य चक्र और चरण विस्थापन दोनों चैनलों के बीच हवा के अंतर और तापमान में उतार-चढ़ाव के अतिरिक्त कम से कम तीन गुना स्थिर है। इसके अतिरिक्त , जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स के अतिरिक्त नए स्पीड संवेदक की विफलताओं के बीच के औसत समय को तीन से चार गुना तक बढ़ाना भी संभव हो गया है। इसलिए वे न केवल अधिक त्रुटिहीन सिग्नल प्रदान करते हैं, किंतु उनकी सिग्नल उपलब्धता भी अत्यधिक उत्तम होती है।
गियर वाले हॉल इफेक्ट संवेदक का विकल्प संवेदक या एनकोडर हैं जो [मैग्नेटोरेसिस्टेंस] का उपयोग करते हैं। क्योंकि लक्ष्य पहिया सक्रिय, बहुध्रुव चुंबक है, वायु अंतराल और भी बड़ा हो सकता है, 4.0 मिमी तक। क्योंकि मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक कोण-संवेदनशील और आयाम-असंवेदनशील होते हैं, उतार-चढ़ाव वाले गैप अनुप्रयोगों में हॉल संवेदक की समानता में सिग्नल की गुणवत्ता बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त सिग्नल की गुणवत्ता बहुत अधिक है, जो सेंसर/एनकोडर के भीतर या बाहरी सर्किट द्वारा [इंटरपोलेशन] को सक्षम बनाता है।
एकीकृत बीयरिंग के साथ मोटर एनकोडर
एकीकृत बीयरिंग के बिना हॉल संवेदक द्वारा प्राप्त किए जाने वाले पल्स की संख्या पर सीमा है: 300 मिमी व्यास वाले लक्ष्य व्हील के साथ प्रति क्रांति 300 पल्स से अधिक प्राप्त करना सामान्यतः संभव नहीं है। किन्तु कई लोकोमोटिव और विद्युत एकाधिक इकाई (ईएमयू) को ट्रैक्शन कनवर्टर के उचित संचालन के लिए अधिक संख्या में पल्स की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए जब कम गति पर ट्रैक्शन रेगुलेटर पर सख्त बाधाएं होती हैं।
ऐसे हॉल इफ़ेक्ट संवेदक अनुप्रयोगों को अंतर्निर्मित बीयरिंगों से लाभ हो सकता है, जो मोटर बेयरिंग के विपरीत वास्तविक संवेदक पर बहुत कम प्ले के कारण छोटे परिमाण के कई आदेशों को हवा के अंतराल को सहन कर सकता है। इससे मापने के पैमाने के लिए बहुत छोटी पिच चुनना संभव हो जाता है, मॉड्यूल M= 0.22 तक। इसी प्रकार , एकीकृत बीयरिंग वाले मोटर एनकोडर में प्रयुक्त होने पर मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक हॉल संवेदक की समानता में और भी अधिक रिज़ॉल्यूशन और सटीकता प्रदान करते हैं।
और भी अधिक सिग्नल सटीकता के लिए त्रुटिहीन एनकोडर का उपयोग किया जा सकता है।
दो एनकोडर के कार्यात्मक सिद्धांत समान हैं: मल्टीचैनल मैग्नेटो-प्रतिरोधक संवेदक 256 दांतों के साथ लक्ष्य पहिया को स्कैन करता है, उन लोगों के और कोज्या सिग्नल उत्पन्न करता है। आर्कटिक इंटरपोलेशन का उपयोग साइन/कोसाइन सिग्नल अवधि से आयताकार दालों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। त्रुटिहीन एनकोडर में आयाम और ऑफसेट सुधार कार्य भी होते हैं। इससे सिग्नल की गुणवत्ता में और सुधार करना संभव हो जाता है, जिससे कर्षण विनियमन में अत्यधिक सुधार होता है।
व्हीलसेट पर स्पीड सेंसर
बियरिंगलेस व्हीलसेट स्पीड सेंसर
रेल वाहन के अधिकतर हर पहिए में बेयरिंगलेस स्पीड संवेदक पाए जा सकते हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से लोकोमोटिव व्हीलस्लिप के लिए किया जाता है और सामान्यतः व्हील स्लाइड सुरक्षा प्रणाली के निर्माता द्वारा आपूर्ति की जाती है। इन सेंसरों को पर्याप्त रूप से छोटे वायु अंतराल की आवश्यकता होती है और इन्हें विशेष रूप से विश्वसनीय होना चाहिए। व्हील स्लाइड सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले रोटरी स्पीड संवेदक की विशेष विशेषता उनके एकीकृत निगरानी कार्य हैं। टूटे हुए केबलों का पता लगाने के लिए 7 mA/14 mA के वर्तमान आउटपुट वाले दो-तार संवेदक का उपयोग किया जाता है। जैसे ही सिग्नल आवृत्ति 1 हर्ट्ज से नीचे गिरती है, अन्य डिज़ाइन अधिकतर 7 वी का आउटपुट वोल्टेज प्रदान करते हैं। उपयोग की जाने वाली अन्य विधि संवेदक से 50 मेगाहर्ट्ज आउटपुट सिग्नल का पता लगाना है जब बिजली की आपूर्ति समय-समय पर 50 मेगाहर्ट्ज पर मॉड्यूलेट की जाती है। दो-चैनल सेंसरों में विद्युत रूप से पृथक चैनल होना भी सामान्य है।
कभी-कभी कर्षण मोटर पर व्हील स्लाइड सुरक्षा सिग्नल को हटाना आवश्यक होता है, और तब आउटपुट आवृत्ति अधिकांशतः व्हील स्लाइड सुरक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत अधिक होती है। इस एप्लिकेशन के लिए एकीकृत आवृत्ति विभक्त या एनकोडर के साथ स्पीड संवेदक का उपयोग किया जा सकता है।
एकीकृत बियरिंग के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर
रेल वाहन, विशेष रूप से लोकोमोटिव में कई उपप्रणालियाँ होती हैं जिनके लिए अलग, विद्युत रूप से पृथक गति संकेतों की आवश्यकता होती है। सामान्यतः न तो पर्याप्त जगह होती है और न ही पर्याप्त जगह होती है जहां अलग-अलग पल्स जनरेटर स्थापित किए जा सकें। मल्टी-चैनल पल्स जेनरेटर जो व्हीलसेट के बेयरिंग शेल या कवर पर फ्लैंज-माउंटेड होते हैं, समाधान प्रदान करते हैं। कई बेयरिंगलेस स्पीड सेंसरों का उपयोग करने में अतिरिक्त केबल भी सम्मिलित होंगे, जिन्हें बाहरी उपकरणों के लिए अधिमानतः टाला जाना चाहिए क्योंकि वे क्षति के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, उदाहरण के लिए उड़ने वाले ट्रैक गिट्टी ।
ऑप्टिकल सेंसर
एक से चार चैनल प्रयुक्त किए जा सकते हैं, प्रत्येक चैनल में फोटोसेंसर होता है जो स्लॉटेड डिस्क पर अधिकतम दो सिग्नल ट्रैक में से को स्कैन करता है। अनुभव से पता चलता है कि इस विधि द्वारा प्राप्त चैनलों की संभावित संख्या अभी भी पर्याप्त नहीं है। इसलिए कई उपप्रणालियों को लोकोमोटिव व्हीलस्लिप इलेक्ट्रॉनिक्स से लूप-थ्रू सिग्नल के साथ काम करना पड़ता है और इसलिए, उदाहरण के लिए, पल्स की उपलब्ध संख्या को स्वीकार करने के लिए मजबूर किया जाता है, चूंकि अलग स्पीड सिग्नल के कुछ लाभ हो सकते हैं।
ऑप्टिकल संवेदक का उपयोग उद्योग में व्यापक है। दुर्भाग्य से उनमें दो मूलभूत कमज़ोरियाँ हैं जिनके कारण उन्हें कई वर्षों तक विश्वसनीय रूप से कार्य करना बहुत कठिनाई हो गया है, अर्थात्- ऑप्टिकल घटक गंदगी के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, और- प्रकाश स्रोत बहुत जल्दी पुराना हो जाता है।
यहां तक कि गंदगी के निशान भी लेंस से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को अत्यधिक कम कर देते हैं और सिग्नल ड्रॉपआउट का कारण बन सकते हैं। इसलिए इन एन्कोडर्स को बहुत अच्छी प्रकार से सील किया जाना आवश्यक है। आगे की समस्याएं तब सामने आती हैं जब पल्स जनरेटर का उपयोग ऐसे वातावरण में किया जाता है जहां ओस बिंदु पारित हो जाता है: लेंस कोहरा होता है और सिग्नल अधिकांशतः बाधित होता है।
उपयोग किए जाने वाले प्रकाश स्रोत प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) हैं। किन्तु एलईडी सदैव प्राचीन होते रहते हैं, जिससे कुछ वर्षों में बीम में अत्यधिक कमी आ जाती है। विशेष नियामकों का उपयोग करके इसकी भरपाई करने का प्रयास किया जाता है जो धीरे-धीरे एलईडी के माध्यम से करंट को बढ़ाते हैं, किन्तु दुर्भाग्य से यह उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को और तेज कर देता है।
चुंबकीय सेंसर
लौहचुंबकीय माप पैमाने को चुंबकीय रूप से स्कैन करने में प्रयुक्त सिद्धांत इन कमियों को प्रदर्शित नहीं करता है। चुंबकीय एनकोडर का उपयोग करने के कई वर्षों के अनुभव के समय ऐसे मौके आए हैं जब सील विफल हो गई है और पल्स जनरेटर पूरी प्रकार से ब्रेक डस्ट और अन्य गंदगी की मोटी परत में ढका हुआ पाया गया है, किन्तु ऐसे पल्स जनरेटर अभी भी पूरी प्रकार से काम करते हैं।
ऐतिहासिक रूप से, चुंबकीय संवेदक प्रणाली की लागत ऑप्टिकल प्रणाली से अधिक होती है, किन्तु यह अंतर तेजी से कम हो रहा है। लौह-चुंबकीय हॉल और मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक प्रणाली को प्लास्टिक या पॉटिंग (इलेक्ट्रॉनिक्स) सामग्री में एम्बेड किया जा सकता है, जो यांत्रिक विश्वसनीयता बढ़ाता है और पानी और ग्रीस से होने वाले नुकसान को समाप्त करता है।
व्हील स्पीड संवेदक में हिस्टैरिसीस भी सम्मिलित हो सकता है। जब वाहन रुका हुआ हो तो यह किसी भी बाहरी स्पंदन को दबा देता है।
इस सिद्धांत के अनुसार निर्मित पल्स जनरेटर का 2005 की प्रारंभ से कई रेल ऑपरेटरों द्वारा सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है। EN 50155 में निर्दिष्ट प्रकार का परीक्षण[1] भी सफलतापूर्वक पूरा कर लिया गया है, जिससे कि अब इन पल्स जनरेटरों को वितरित किया जा सके।
इनसाइड-जर्नल बोगियों के लिए एकीकृत बियरिंग्स के साथ व्हीलसेट पल्स जनरेटर
अंदर-जर्नल बोगीज उन तंतु प्रेरणा डिज़ाइनर पर विशेष आवश्यकताएँ डालते हैं क्योंकि उनके पास यहाँ का कोई अंत परियोजना नहीं होती है जिससे व्हीलसेट शाफ़्ट की पलटी हो सके। इस स्थिति में पल्स जेनरेटर को व्हीलसेट से जुड़े शाफ़्ट स्टब पर माउंट किया जाना चाहिए और इसे बोगी फ़्रेम से जुड़े टॉर्क कनवर्टर के साथ फिट किया जाना चाहिए जिससे कि यह पलटने से बचा जा सके।
इस स्थान पर होने वाली अत्यधिक उत्क्षेपन से पल्स जेनरेटर बियरिंग पर विचारणीय भार पड़ता है, जो इस स्थापना के इस विधि के साथ केवल पल्स जेनरेटर शाफ़्ट के छोटे से मास को ही नहीं किंतु पूरे पल्स जेनरेटर के मास को भी बोझना होता है। हम यह देख सकते हैं कि बियरिंग का जीवन तो न्यूनतम तीन से भी ज्यादा शक्ति के साथ घटता है, इससे हम देख सकते हैं कि इस प्रकार के स्थिति के लिए पल्स जेनरेटर केवल बाह्य-जर्नल बोगीज के और सामान्य मानक पल्स जेनरेटर से मिलकर तैयार नहीं किया जा सकता है, किंतु इस प्रकार के स्थान की आवश्यकताओं को ध्यान में रखकर संशोधित डिज़ाइन के साथ पल्स जेनरेटर की आवश्यकता होती है।
गैर-चुंबकीय लक्ष्य पहियों या पतरे उत्पन्न करने वाले अनुप्रयोगों के लिए स्पीड सेंसर
कुछ परिवहन कंपनियों को विशेष समस्या का सामना करना पड़ता है: मोटरों को ठंडा रखने वाली परिसंचारी हवा पहियों और पटरियों से घर्षण को दूर ले जाती है। यह चुंबकीय सेंसरों के शीर्षों पर एकत्रित होता है।ऐसी मोटरें भी बढ़ती जा रही हैं जिनमें सेंसरों को एल्यूमिनियम मिश्र धातु पहियों को स्कैन करना पड़ता है, उदाहरण के लिए क्योंकि इम्पेलर्स अल्युमीनियम मिश्र धातु से बने होते हैं और निर्माता अलग फेरोमैग्नेटिक गियर रिम पर सिकुड़न नहीं चाहता है।
इन अनुप्रयोगों के लिए स्पीड संवेदक उपलब्ध हैं जिनके लिए लक्ष्य चुंबक की आवश्यकता नहीं होती है।[2] 1 मेगाहर्ट्ज के क्रम की आवृत्ति के साथ वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए कई संचारण और प्राप्त करने वाले कॉइल का उपयोग किया जाता है और फिर प्रेषकों और रिसीवर के बीच युग्मन के मॉड्यूलेशन का मूल्यांकन किया जाता है। यह संवेदक चुंबकीय संवेदक के लिए इंस्टॉलेशन और सिग्नल संगत है; अधिकांश सामान्य लक्ष्य व्हील मॉड्यूल के लिए इकाइयों को बिना किसी अन्य उपाय के आवश्यक रूप से बदला जा सकता है।
इंटरपोलेशन के साथ स्पीड सेंसर
ग्राहक अधिकांशतः प्रति क्रांति अधिक संख्या में पल्स चाहते हैं जो उपलब्ध स्थान में और सबसे छोटे मॉड्यूल M= 1 के साथ प्राप्त किया जा सकता है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, संवेदक उपलब्ध हैं जो इंटरपोलेशन की प्रस्तुत करते हैं। ये लक्ष्य पहिये पर गियर दांतों या चुंबकीय ध्रुवों की मूल संख्या 2-64X का आउटपुट प्रदान करते हैं। सटीकता संवेदक इनपुट की गुणवत्ता पर निर्भर है: हॉल संवेदक कम लागत वाले, किन्तु कम सटीकता वाले, मैग्नेटोरेसिस्टिव संवेदक उच्च लागत वाले, किन्तु उच्च सटीकता वाले होते हैं।
संदर्भ
- ↑ Standard EN 50155. Electronic equipment on rail vehicles. selectron.ch
- ↑ "गियरटूथ सेंसिंग". phareselectronics.com. Retrieved 26 May 2015.
