دانلود مقاله حسگرهای نیمه هادی در خودرو

اختصاصی از فایل هلپ دانلود مقاله حسگرهای نیمه هادی در خودرو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه:
در این تحقیق سعی بر ارائه ی مطالب متنوع و البته جدید و پیشرفته شده است و از کنجاندن مطالب ضعیف، اضافی، تکراری و قدیمی پرهیز شده است. تلاش دانشجو بر این بوده که مطالب جدید و به روز باشند و سعی شده است که نوآوریهای جدید در سیستمهای برقی خودرو در این تحقیق گنجانده شود و بر همین اساس به جای استفاده از کتابهای موجود در بازار سعی بر استفاده از اینترنت و مقاله های معتبر ترجمه شده بوده است امیدوارم مورد قبول شما استاد عزیز قرار بگیرد. ایضاً به عرض استاد گرامی برسانم چون بنده تکنولوژی دستژاه الکتریکی و کارگاه را همزمان واحدگیری نموده ام و با توجه به مرتبط بودن نمرات تکنولوژی و کارگاه این تحقیق همزمان مربوط به تکنولوژی دستگاه های الکتریکی و کارگاه به شما ارائه می گردد.

حسگرهای نیمه هادی در خودرو
حسگرها انواع زیادی دارند که به روشهای گوناگون دسته بندی می شوند. یکی از روشهای دسته بندی بر اساس کمیت مورد اندازه گیری است. بر اساس این دسته بندی حسگرها به صورت حسگرهای صوتی، مکانیکی، مغناطیسی و تشعشعی، حرارتی، شیمیایی و زیست محیطی دسته بندی می شوند. هر حسگر بسته به کاربرد خاصی که دارد باید ترکیبی از مشخصه های حساسیت، پایداری، حد تفکیک، هسیترزیس، خطی بودن، طول عمر، آفست، محدودة اندازه گیری، سرعت پاسخ دهی، قابلیت ساخت با مدار مجتمع و سازگاری با فرآیندهای تولید مدارات مجتمع و سازگاری با فرآیندهای تولید مدارات مجتمع و سازگاری با فرآیندهای تولید مدارات مجتمع (IC) را کم و بیش داشته باشد.
یک حسگر خوب علاوه بر دارا بودن دسته ای از شرایط فوق باید تحت تأثیر تغییرات عواملی چوندما، شتاب، ارتعاش، ضربه، رطوبت، فشار محیط و مواد خورنده در محدودة باتلورانس مشخص عمل کند.
یکی از شاخه های کاربردی حسگرهای نیمه هادی کاربردهای صنعتی بوده و از رایجترین و پرکاربردترین موارد در این شاخه صنعت خودروسازی است. در خودروهای جدید روز به روز تعداد کنترل کننده ها در نتیجه حسگرها رو به فزونی و تکامل است تا کنترل دقیقتر و بهینه در سیستمهای درونی خودرو حاکم شود. کنترل و اندازه گیری فشار روغن، دمای رادیاتور و موتور، میزان سوخت موجود، شتاب، سرعت، میزان و درصد گازهای خروجی، درصد ترکیب هوا و سوخت و زمان مناسب جرقه زنی شمعها از مواردی است که در خودرو نیاز به حسگر دارد.
در این مقاله ابتدا کلیاتی درباره حسگرهای نیمه هادی بیان و سپس مبادرت به دسته بندی حسگرها بر اساس انرژیها و سیگنالهای ورودی آنها می کنیم. در ادامه مشخصه‌های یک حسگر و تاریخچه تکامل آنها ذکر می شود. در خاتمه مثالی از کاربرد حسگرهای نیمه هادی در سیستمهای مختلف خودرو که امروزه بسیار متداول شده است، بیان خواهیم کرد.

دسته بندی حسگرهای نیمه هادی
لغت خسگر از کلمه لاتین "sentire" به معنی درک کردن یا دریافتن گرفته شده است. یک حسگر، کمیتی را حس و سیگنال یا انرژی مورد نظر را به سیگنال یا انرژی از نوع دیگر تبئیل می کند.
حسگرهایی که در آنها مواد نیمه هادی وظیفه اصلی را به عهده دارند، حسگرهای نیمه هادی نام دارند. برخی اوقات ماده ای که عملکرد مناسب را دارا است، عنصری نیمه هادی نیست. در این موارد می توان لایه ای از این ماده را بر روی نیمه هادی رسوب داد. لذا از این نظر دارای دو دسته حسگر هستیم: حسگرهای روی نیمه هادی و حسگرهای درون نیمه هادی. لازم به ذکر است که مهمترین ماده در هر دو نوع مذکور سیلیکن است.
حسگرهای نیمه هادی به دلیل کوچکی ابعاد تکنیکهایی که در ساخت آنها به کار می‌رود از حسگرهای دیگر متمایز هستند. اکثر حسگرهای نیمه هادی با روشهای کم و بیش مشابه با روشهای به کار برده شده در ساخت مدارات مجتمع، تولید می شوند. با استفاده از این روش، تولید صدها یا هزارها حسگر یکسان به طور هم زمان انجام می شود و در نتیجه نسبت عملکرد بر قیمت به طور محسوسی فزونی می یابد. کوچکی ابعاد نه تنها به کاهش قیمت می انجامد بلکه ما را قادر می سازد تا حسگر و مدارات جانبی مورد نیاز را بر روی یک تراشه به صورت مجتمع تولید کنیم چنین حسگرهایی حسگرهای مجتمع نام دارند و چون بعضی اعمال روی همان تراشه که حسگر بر روی آن قرار دارد انجام می شود، این حسگرها به حسگرهای هوشمند موسومند مزیت این حسگرها، عملکرد بهتر آنها است.
در شکل (1) اندازه حسگرهای نیمه هادی را با اجسام دیگر مورد مقایسه قرار داده ایم. با توجه به شکل دیده می شود که ابعاد این حسگرها در حدود میکرون است. به همین دلیل گاهی به آنها زیر حسگر گفته می شود.

انواع سیگنالها و انرژی ها
وظیفه اصلی حسگرها تبدیل انرژی کمیت مورد نظر، به انرژی از نوعی دیگر است. بنابراین برای دسته بندی حسگرها به بررسی انواع انرژیها می پردازیم. یک دسته بندی برای اکثر انرژیهای مورد بحث به صورت زیر است.
1-انرژی اتمی که از نیروی بین هسته و الکترونها بحث می کند.
2-انرژی الکتریکی در رابطه با میدان الکتریکی، جریان و ولتاژ الکتریکی
3-انرژی گرانشی وابسته له جاذبه جسم و زمین
4-انرگی مغناطیسی در مورد میدانهای مغناطیسی
5-انرژی جرمی که توسط انشتین به عنوان قسمتی از تئوری نسبیت بیان می شود.
6-انرژی مکانیکی وابسته به حرکت، جا به جایی و نیرو
7-انرژی مولکولی وابسته به انرژی پیوندی مولکولها
8-انرژی هسته ای درباره پیوند درون هسته ها
9-انرژی تابشی یا تشعشعی در رابطه با امواج الکترو مغناطیسی، امواج رادویی، میکروویو، مادون قرمز، نور مرئی، ماورای بنفش و اشعه های ایکس و گاما.
هریک از این انرژیها دارای سیگنالی متناظر با خود است.(ما در موارد عملی با انرژیهای هسته ای و جرمی کمتر سروکار داریم) انرژی های اتمی و مول
کولی متناظر با سیگنال شیمیایی و انرگیهای ثقلی و مکانیکی متناظر با سیگنال مکانیکی اند بنابراین دارای شش نوع سیگنال خواهیم بود. این شش نوع سیگنال به قرار زیر هستند:
1-سیگنال شیمیایی
2-سیگنال الکتریکی
3-سیگنال معناطیسی
4-سیگنال مکانیکی
5-سیگنال تابشی یا تشعشعی
6-سیگنال حرارتی

سیستم اندازه گیری
شکل(2) وضعیت کلی یک سیستم اندازه گیری را نشان می دهد. ابتدا کمیت مورد نظر به حسگر اعمال شده و حسگر سیگنالی متناسب با آن که اغلب الکتریکی است، تولید می کند. سپس این سیگنال در اصلاح کننده، پردازش و اصلاح می شود ولی نوع آن تغییر نمی کند، اعمال دیگر از قبیل تقویت نیز در این مرحله انجام می شود. سرانجام ترانس دیوسری در خروجی، این انرژی را به شکل مناسب جهت نمایش،ضبط و یا اعمال دیگر تبدیل می کند.
همان گونه که در شکل(2) دیده می شود، حسگر به منبع تغذیه متصل است. به این نوع حسگرها که کمیت مورد نظر را بر روی انرژی منبعی که به آن متصلند مدوله می‌کنند، حسگرهای مدوله کننده گوییم. در مقابل حسگرهایی وجود دارند که نیازی به منبع تغذیه نداشته و انرژی لازمه را از انرژی کمیت مورد نظر دریافت می کنند.
بهترین توع سیگنال خروجی یک حسگر، سیگنال الکتریکی است. زیرا سیگنال الکتریکی دارای مزایای خاصی است. برخی از این مزایا در زیر آمده است.
1-به علت ساختار الکترونی ماده و با انتخاب ماده ای مناسب برای حسگر، می توان هر کمیت غیر الکتریکی را به سادگی به تغییر مشابهی به صورت الکتریکی تبدیل کرد.
2-وجود مدارهای الکترونیکی متنوع جهت پردازش سیگنالهای الکتریکی از قبیل تقویت کننده، مدوله یا دمدوله کننده، فیلترها و اصلاح کننده ها
3-مناسب ترین سیگنال برای انتقال، سیگنال الکتریکی است.
4-وجود انواع روشها برای نمایش در خروجی و ضبط اطلاعات و تحریک عمل کننده

مشخصه های مهم یک حسگر
برخی از مشخصه های مهم یک حسگر به قرار زیر است:
1-شرایط محیطی، که ممکن است عملکرد حسگز را تحت تأثیر قرار دهند. اهم این شرایط عبارتند از شتاب، ارتعاش، فشار، رطوبت، میدانهای الکتریکی و مغناطیسی و اثر مواد خورنده، این شرایط باید به گونه ای باشند که حسگر بتواند در محدوده خاص عمل کند.
2-خروجی تمام رنج(FSO): تفاضل جبری بین نقاط ابتدایی و انتهایی خروجی را گوسسم این مقدار در شکل (3) آمده است.
3-هیستر زیس:بیشترین تفاوت در خروجی به ازای مقداری خاص از ورودی، این مقدار به صورت درصدی از FSO بیان می شود و در شکل (4) دیده می شود.
4-خطی بودن:میزان تطابق منحنی مشخصه حسگر با یک خط راست را گویند و مقدار آن برابر بیشترین فاصله این دو از هم است که بر حسب FSO بیان می شود. منحنی مشخصه یک حسگر خطی در شکل 3 آمده است.
5-محدوده کمیت مورد سنجش: با توجه به شکل (3) محدوده ای را گوییم که حسگر در آن محدوده به صورت مطلوب عمل می کند.
6-آفست:مقدار خروجی حسگر با اعمال ورودی صفر، در دمای اتاق را گوییم که در شکل (3) نشان داده شده است.
7-طول عمر:کمترین زمانی که حسگر به طور مداوم و در محدوده با تلورانس مطلوب به صورت صحیح عمل کند.
8-اضافه بار:اضافه بار یعنی عملکرد حسگر تحت ورودی بزرگتر از حد یکی از مشخصه های مهم اضافه بار، زمان برگشت حسگر به حالت عادی است.
9-حد تفکیک:کمترین تغییرات کمیت مورد سنجش که قادر به تولید سیگنال قابل تشخیص در خروجی حسگر باشد.
10-حساسیت:نسبت تغییرات خروجی حسگر به تغییرات ورودی را گوییم که در حقیقت شیب منحنی مشخصه حسگر در هر نقطه است. مطلوب است حساسیت حسگر ثابت و تا حد امکان زیاد باشد.
11-سرعت پاسخ دهی: زمان عکس العمل خروجی حسگر به تغییرات ورودی به صورت پله بیانگر سرعت پاسخ دهی است هرچه این زمان کمتر باشد سرعت پاسخ دهی حسگر بیشتر است.

تاریخچة مراحل تکامل و پیشرفت حسگرها
آغاز کار با حسگرهای نیمه هادی به سال 1874 که Brawn یکسو کننده فلز- نیمه هادی را به کاربرد بر می گردد. در حقیقت در این حسگر ورودی ولتاژ است و خروجی مقاومت، یکسو کننده که وابسته به پلاریته ولتاژ است. شروع جدی اسن مراحل از اختراع ترانزیستور در سال 1974 بود. بعدها اثر پیز و مقاومتی کشف شد ودر حسگرها مورد استفاده قرار گرفت.

نقش حساس ناخالصیها درون محلول الکترولیت و تأثیر آنها بر کارکرد باتری
عمل سولفاته کردن صفحات مثبت و منفی درون باتری به چندین عامل مهم بستگی دارد که از آن جمله اند.
1)ناخالصیهای وارد شده به محلول الکترولیت از طریق آب معمولی نه آب مقطر.
2)ناخالصیهای وارد شده به محلول الکترولیت از طریق اسید سولفوریک با درجه خلوص کم.
3)ناخالصیهای وارد شده به محلول الکترولیت از طریق سر باتریهای فلزی به غیر از سر باتری های سربی.
4)ناخالصیهای وا

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   33 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید