L’automazione industriale sta crescendo sempre più velocemente e in questa fase l’Industria 4.0 è l’obiettivo dell’automazione industriale. Per l'automazione industriale, anche se tutti ne hanno sentito parlare, ma non tutti hanno molta familiarità con l'automazione industriale. Per migliorare la tua comprensione dell'automazione industriale, questo articolo introdurrà i sensori, un componente essenziale dell'automazione industriale. Attraverso questo articolo capirai come funziona il sensore per rendere tutto il controllo più automatizzato.
Il sensore (sensore) è un dispositivo comune ma molto importante, è la sensazione delle disposizioni delle quantità misurate e secondo determinate leggi verrà convertito in un dispositivo o dispositivo di segnale utile. Per un sensore, l'ingresso può essere suddiviso in quantità statiche e dinamiche a seconda dello stato dell'ingresso. Possiamo ottenere le caratteristiche statiche del sensore in base alla relazione tra l'uscita e l'ingresso nello stato stazionario di ciascun valore. I principali indicatori delle caratteristiche statiche del sensore sono linearità, isteresi, ripetibilità, sensibilità e accuratezza. Le caratteristiche dinamiche del sensore si riferiscono alle caratteristiche di risposta della quantità di ingresso nel tempo. Le caratteristiche dinamiche sono solitamente descritte da funzioni di trasferimento e altri modelli di controllo automatico. Di solito, i segnali ricevuti dal sensore hanno segnali deboli a bassa-frequenza e l'ampiezza dell'interferenza esterna a volte può superare il segnale misurato, quindi l'eliminazione del rumore in ingresso diventa una tecnologia chiave del sensore.
Un sensore fisico è un sensore che rileva una quantità fisica. È l'uso di determinati effetti fisici, la quantità fisica da misurare nella forma energetica del dispositivo di segnale per una facile elaborazione. Il suo segnale di uscita ha una relazione definita con il segnale di ingresso. I principali sensori fisici sono sensori fotoelettrici, sensori piezoelettrici, sensori piezoresistivi, sensori elettromagnetici, sensori termoelettrici e sensori a fibra ottica. Ad esempio, diamo un'occhiata al sensore fotoelettrico più comunemente usato. Questo tipo di sensore converte i segnali luminosi in segnali elettrici, rileva direttamente le informazioni sulla radiazione di un oggetto e può anche convertire altre quantità fisiche in segnali luminosi. Il principio fondamentale è l'effetto fotoelettrico: quando la luce colpisce una sostanza, si alterano gli effetti elettrici sulla sostanza, che in questo caso comprendono l'emissione di elettroni, la conduttività e la corrente potenziale. Ovviamente, i dispositivi che possono facilmente produrre tali effetti diventano i componenti principali dei sensori fotoelettrici, come le fotoresistenze. In questo modo, sappiamo che il flusso di lavoro principale del sensore fotoelettrico è ricevere la corrispondente irradiazione luminosa, attraverso dispositivi come fotoresistori per convertire l'energia luminosa in energia elettrica, e quindi attraverso il processo di amplificazione e de{8}}rumore, si ottiene il segnale elettrico di uscita desiderato. Qui il segnale di uscita e il segnale luminoso originale hanno una certa relazione, solitamente vicina a una relazione lineare, per cui il calcolo del segnale luminoso originale non è molto complicato. Altri sensori fisici sono analoghi ai sensori fotoelettrici.
Il campo di applicazione dei sensori fisici è molto ampio, guardiamo solo al punto di vista biomedico per vedere l'applicazione dei sensori fisici, e quindi non è difficile ipotizzare che anche i sensori fisici sotto altri aspetti abbiano applicazioni importanti.
Ad esempio, la misurazione della pressione sanguigna è una delle misurazioni mediche più di routine. Le nostre misurazioni abituali della pressione sanguigna sono misurazioni indirette, dove il rapporto tra il flusso sanguigno e la pressione rilevata dalla superficie corporea viene utilizzato per misurare la pressione sanguigna nelle vene. Il trasduttore utilizzato per misurare la pressione sanguigna è solitamente costituito da un diaframma elastico, che converte il segnale di pressione in una deformazione del diaframma, che viene poi convertito in un segnale elettrico in base alla deformazione o allo spostamento del diaframma. Al picco del segnale elettrico possiamo rilevare la pressione sistolica, dopo aver attraversato l'inverter e il rilevatore di picco possiamo ottenere la pressione diastolica e tramite l'integratore possiamo ottenere la pressione media.
Diamo un'occhiata alla tecnica della respirometria. Le misurazioni respiratorie rappresentano una base importante per la diagnosi clinica della funzione polmonare e sono essenziali sia in chirurgia che nel monitoraggio del paziente. Ad esempio, quando si utilizza un sensore di tipo termistore-per misurare la frequenza respiratoria, il resistore del sensore è montato all'esterno dell'estremità anteriore di una clip fissata al naso e la frequenza respiratoria, nonché lo stato dell'aria calda, possono essere misurati dal termistore quando il flusso d'aria respiratoria scorre sulla superficie del termistore.
Poi c’è il processo più comune di misurazione della temperatura superficiale corporea, che sembra semplice ma ha un meccanismo di misurazione complesso. La temperatura della superficie corporea è determinata da una serie di fattori, tra cui il flusso sanguigno locale, la conduttività termica dei tessuti sottostanti e la dissipazione del calore dall'epidermide, quindi la misurazione della temperatura cutanea tiene conto di una serie di fattori. I sensori di tipo termocoppia sono più comunemente utilizzati per la misurazione della temperatura, solitamente sensori termocoppia ad asta e sensori termocoppia a film sottile. Poiché la dimensione della termocoppia è molto piccola, la precisione può essere superiore al livello del micron, quindi può essere più accurato misurare la temperatura ad un certo punto, insieme alla successiva analisi statistica, può produrre risultati di analisi più completi. Questo è il tradizionale termometro a mercurio che non può essere paragonato, ma dimostra anche che l'applicazione di nuove tecnologie allo sviluppo della scienza offre ampie prospettive.
Da quanto premesso si vede che, proprio nell'ambito biomedico, i sensori fisici hanno una molteplicità di applicazioni. La direzione di sviluppo dei sensori è quella di sensori multifunzionali, basati su immagini-e intelligenti. La misurazione dei sensori come importante mezzo di acquisizione dati, produzione industriale e persino vita familiare è un dispositivo essenziale, e i sensori fisici e la famiglia di sensori più comune, l'uso flessibile dei sensori fisici sarà sicuramente in grado di creare più prodotti, migliori vantaggi.