În procesele moderne de producție de automatizare industrială, senzorii joacă un rol crucial.
Un senzor este un instrument de detectare capabil să perceapă informații măsurate. Acesta convertește această informație percepută în semnale electrice sau alte forme necesare de ieșire conform unor principii specifice, îndeplinind cerințele pentru transmiterea, procesarea, stocarea, afișarea, înregistrarea și controlul informațiilor. Senzorii ajută la monitorizarea, analizarea, măsurarea și procesarea diferitelor modificări-cum ar fi schimbări de poziție, lungime, înălțime, condiții externe și nealiniere care apar în mediile de producție industrială.
Deci, ce tipuri de senzori sunt de obicei necesari în automatizarea industrială?
I. Senzori de temperatură și umiditate
Senzorii de temperatură și umiditate încorporează elemente-sensibile la umiditate și termosensibile pentru a măsura temperatura și umiditatea. După colectarea acestor semnale, ele sunt supuse procesării circuitelor, inclusiv stabilizarea tensiunii, filtrarea, amplificarea operațională, corecția neliniară, conversia V/I, reglarea curentului constant și protecția inversă. Acest lucru are ca rezultat ieșiri de curent sau tensiune liniar proporționale cu temperatură și umiditate. Alternativ, pot ieși direct prin interfețe precum RS-485 sau RS-232 printr-un cip de control principal.
II. Senzor fotoelectric
Un senzor fotoelectric este un dispozitiv care convertește semnalele luminoase în semnale electrice. Funcționarea sa se bazează pe efectul fotoelectric, care descrie fenomenul în care electronii din anumite materiale absorb energia fotonilor din lumina incidentă, rezultând efecte electrice corespunzătoare. Ele pot detecta cantități fizice non--electrice care provoacă direct modificări ale intensității luminii, cum ar fi intensitatea luminii, iluminarea, măsurarea radiometrică a temperaturii și analiza compoziției gazului. De asemenea, pot detecta alte cantități ne-electrice convertibile în modificări ale intensității luminii, inclusiv diametrul părții, rugozitatea suprafeței, deformarea, deplasarea, vibrația, viteza, accelerația, precum și forma obiectului și identificarea stării de funcționare.
III. Senzori de presiune
Senzorii de presiune sunt dispozitive utilizate în mod obișnuit în practica industrială. Ele detectează semnalele de presiune și le convertesc în semnale electrice utilizabile de ieșire conform unor principii specifice. Ele sunt aplicate pe scară largă în hidroenergie, transport feroviar, clădiri inteligente, automatizare a producției, aerospațială, militară, petrochimică, puțuri de petrol, generare de energie, nave maritime, mașini-unelte, conducte și alte industrii.
IV. Senzor cu efect Hall
Senzorul cu efect Hall este un senzor de câmp magnetic bazat pe efectul Hall, aplicat pe scară largă în automatizarea industrială, tehnologia de detectare și procesarea informațiilor. Efectul Hall servește ca metodă fundamentală pentru studierea proprietăților materialelor semiconductoare. Coeficientul Hall măsurat prin experimentele cu efectul Hall permite determinarea parametrilor critici, cum ar fi tipul de conductivitate a semiconductorului, concentrația purtătorului și mobilitatea purtătorului.
V. Senzori de proximitate
Senzorii de proximitate sunt un termen general pentru senzorii care înlocuiesc metodele de detectare bazate pe contact-cum ar fi întrerupătoarele de limită, permițând detectarea fără contact fizic cu obiectul țintă. Ele convertesc informațiile despre mișcare și prezență ale țintei în semnale electrice. Un senzor de proximitate este un dispozitiv capabil să detecteze apropierea unui obiect. Utilizează caracteristicile sensibile ale senzorilor de deplasare pentru a detecta obiectele care se apropie și emite semnalele de comutare corespunzătoare. Prin urmare, senzorii de proximitate sunt cunoscuți și sub denumirea de comutatoare de proximitate.
VI. Senzori MEMS (sisteme microelectromecanice)
Senzorii MEMS sau sistemele microelectromecanice reprezintă un domeniu de cercetare interdisciplinară de ultimă oră{0}}dezvoltat din tehnologia microelectronică. Ele integrează electronica, mecanica, știința materialelor, fizica, chimia, biologia și medicina. În prezent, senzorii MEMS găsesc aplicații extinse în sateliți spațiali, vehicule de lansare, echipamente aerospațiale, avioane, automobile, dispozitive biomedicale și electronice de larg consum.
VII. Senzori de cuplu
Senzorii de cuplu, cunoscuți și sub denumirea de traductoare de cuplu, contoare de cuplu sau indicatori de cuplu, folosesc tehnologia de măsurare electrică cu jauze de deformare. Pe un arbore elastic se formează o punte de deformare; aplicarea puterii acestei punți generează un semnal electric proporțional cu forța de torsiune aplicată arborelui. Prin detectarea cuplului de torsiune pe diferite componente mecanice rotative sau ne-rotative, acești senzori măsoară cu precizie cuplul, viteza de rotație și puterea mecanică.
VIII. Senzori cu fibră optică
Senzorii cu fibră optică transformă starea unui obiect măsurat în semnale optice măsurabile. Principiul de funcționare implică direcționarea unui fascicul de lumină dintr-o sursă de lumină printr-o fibră optică într-un modulator. În cadrul modulatorului, interacțiunea cu parametrul extern măsurat modifică proprietățile optice ale luminii-cum ar fi intensitatea, lungimea de undă, frecvența, fază sau starea de polarizare-creând un semnal optic modulat. Acest semnal trece apoi prin fibra optică către un dispozitiv optoelectronic, unde un demodulator extrage parametrul măsurat.
IX. Senzor de deplasare
Cunoscut și ca senzor liniar, acest dispozitiv liniar-de detectare a metalelor convertește diferite cantități fizice în semnale electrice. Aplicațiile sale sunt extinse, utilizate în mod obișnuit în automatizări industriale, construcții, poduri și domenii similare.
X. Senzori magnetici
Materialele magnetice prezintă proprietăți magnetice modificate atunci când sunt expuse la stimuli externi, cum ar fi căldura, lumina, presiunea sau radiația. Aceste proprietăți permit crearea unor senzori foarte fiabili și sensibili. Astfel de senzori utilizează materiale magnetice ca elemente de detectare, de unde denumirea de „senzori magnetici”.