Nell'automazione industriale, i sensori svolgono un ruolo cruciale nel consentire l'intelligenza del prodotto e l'iper-automazione. I sensori aiutano le persone a rilevare, analizzare, misurare ed elaborare vari cambiamenti, come cambiamenti di posizione, lunghezza, altezza, condizioni esterne e disallineamento che si verificano negli ambienti di produzione industriale.
Un sensore è un dispositivo in grado di identificare l'andamento di quantità elettriche, fisiche o di altro tipo e fornire vantaggi in modo da confermare l'avanzamento della produzione. In breve, i sensori per l'automazione industriale sono dispositivi di ingresso che forniscono segnali di uscita relativi a specifiche quantità fisiche (ingressi). (segnali).
Nell'automazione industriale, i sensori svolgono un ruolo cruciale nel consentire l'intelligenza del prodotto e l'iper-automazione. I sensori aiutano le persone a rilevare, analizzare, misurare ed elaborare vari cambiamenti, come cambiamenti di posizione, lunghezza, altezza, fattori esterni e disallineamento che si verificano negli ambienti di produzione industriale.
I sensori svolgono anche un ruolo fondamentale nel prevedere e prevenire numerosi potenziali processi, soddisfacendo così le esigenze di molte applicazioni di sensori.
Di seguito sono riportati vari sensori utilizzati nell'automazione:
Sensori di temperatura
Sensori di pressione
Sensori MEMS
Sensori di coppia
Parliamo in dettaglio di questi diversi tipi di sensori di automazione industriale per comprenderne l'ambito di utilizzo:
I. Sensori di temperatura
Un sensore di temperatura è un dispositivo che raccoglie informazioni sulla temperatura da una fonte e le converte in una forma comprensibile ad altri dispositivi. È una categoria comune di sensori in grado di rilevare la temperatura o il calore e misurare la temperatura di un mezzo.
I principali sensori di temperatura utilizzati nell'automazione includono sensori di temperatura digitali e sensori di temperatura e umidità.
Sensori di temperatura digitali:I sensori di temperatura digitali sono circuiti integrati di rilevamento della temperatura basati su silicio- che forniscono un output accurato rappresentando digitalmente la temperatura misurata. Ciò semplifica la progettazione del sistema di controllo rispetto ai metodi che coinvolgono il condizionamento del segnale esterno e convertitori da analogico-a-digitale (ADC).
Sensori di temperatura e umidità:I sensori di temperatura e umidità combinano sensori di temperatura e sensori di umidità, con i valori misurati emessi come segnali digitali. Utilizzando questa tecnologia e l'acquisizione limitata del segnale digitale per il rilevamento dell'umidità, è possibile garantire un'elevata coerenza e un'eccellente stabilità a lungo termine-.
Applicazioni dei sensori di temperatura:
Misurazione continua della temperatura nell'aria, nel suolo o nell'acqua
Misura in applicazioni industriali complesse
Misurazione in condizioni di lavoro difficili
II. Sensori di pressione
Un sensore di pressione è uno strumento che rileva la pressione e la converte in un segnale elettrico, la cui entità dipende dalla pressione applicata.
I principali sensori di pressione utilizzati nell'automazione industriale includono sensori di pressione e sensori di vuoto.
Sensori di pressione:I sensori di pressione sono ampiamente utilizzati nei sistemi industriali e idraulici e questi sensori di automazione industriale ad alta-pressione vengono utilizzati anche nei sistemi di climatizzazione.
Sensori di vuoto:I sensori del vuoto vengono utilizzati quando la pressione del vuoto è inferiore alla pressione atmosferica ed è difficile rilevarlo meccanicamente. Questi sensori in genere si basano su cavi riscaldanti dipendenti dalla resistenza-della temperatura-. All’aumentare della pressione del vuoto, la convezione diminuisce e la temperatura del filo aumenta. La resistenza aumenta proporzionalmente ed è calibrata vicino alla pressione per consentire un'efficace misurazione del vuoto.
Applicazioni dei sensori di pressione:
Utilizzato per misurare la pressione al di sotto della pressione atmosferica in una determinata posizione
Utilizzato in strumenti meteorologici, aerei, veicoli e altri macchinari con funzioni-correlate alla pressione
Utilizzato nei sistemi per misurare altre variabili, come flusso di fluidi/gas, velocità, livello dell'acqua e altitudine
III. Sensori MEMS (sistemi micro-elettro-meccanici)
I sensori di automazione industriale MEMS convertono i segnali meccanici in segnali elettrici.
Importanti sensori utilizzati nell'automazione industriale includono MEMS di accelerazione e movimento.
Sensori di accelerazione:I sensori di accelerazione MEMS sono uno dei sensori inerziali primari e possiedono capacità di rilevamento dinamico con un campo di rilevamento più ampio.
Sensori di movimento:I sensori di movimento MEMS utilizzano algoritmi di elaborazione dati progettati per piattaforme di interazione del movimento, che integrano numerosi sensori di movimento MEMS a basso-costo con la tecnologia wireless ZigBee per consentire un'interazione personalizzata quando si lavora con le macchine. Il sistema di elaborazione del segnale del sensore affronta principalmente problemi quali la cancellazione del rumore, il livellamento del segnale, la partizione dell'influenza della gravità, i cambiamenti del sistema di coordinate e il recupero delle informazioni sulla posizione ed è ampiamente utilizzato nella tecnologia ABS dell'industria automobilistica.
Applicazioni dei sensori MEMS:
I sensori MEMS hanno una vasta gamma di applicazioni, che abbracciano settori come quello industriale, dell'intrattenimento, dello sport e dell'istruzione. Ad esempio, possono attivare l’attivazione degli airbag o monitorare i reattori nucleari. Vengono utilizzati anche per misurare l'accelerazione statica (gravità), l'inclinazione di oggetti, l'accelerazione dinamica negli aerei, le vibrazioni degli oggetti nei veicoli e le vibrazioni in dispositivi come smartphone, lavatrici o computer. Inoltre, vengono utilizzati per il rilevamento del movimento e altre applicazioni.
IV. Sensori di coppia
I sensori di coppia sono dotati di arresti meccanici di base per migliorare la capacità di sovraccarico e fornire una protezione aggiuntiva durante l'installazione e il funzionamento.
I sensori importanti utilizzati nell'automazione industriale includono la coppia rotazionale e i sensori di coppia.
Sensori di coppia rotazionale:I sensori di automazione industriale della coppia rotazionale vengono utilizzati per misurare la forza di reazione della coppia rotazionale. Questi trasduttori di coppia sono dotati di arresti meccanici di base per aumentare la capacità residua e fornire ulteriore sicurezza durante l'installazione e il funzionamento.
Sensori di coppia:I sensori di coppia utilizzano la tecnologia avanzata degli estensimetri per soddisfare i requisiti più impegnativi delle applicazioni di sensori statici e dinamici.
Applicazioni dei sensori di coppia:
Misurazione della velocità di rotazione e dei requisiti di manutenzione
Misurazione della massa e del momento d'inerzia di massa
Calcolo delle quantità di coppia da una prospettiva di processo quasi-statica
Misurazione della velocità di rotazione massima e della coppia oscillante
Conclusione:
Tutti questi sensori vengono sempre più utilizzati nel settore dell'automazione. Anche le applicazioni commerciali e le dimensioni del mercato di questi sistemi di sensori sono in aumento, evidenziando le loro funzionalità uniche.