Come funzionano i sensori

In questa sezione del nostro blog ProgettoSani ti portiamo informazioni su: Come funzionano i sensori.

I sensori sono dispositivi in ​​grado di misurare grandezze fisiche o chimiche e trasformarli in grandezze elettriche possibile misurare.

sensori vs. trasduttori

È possibile che questi due dispositivi possano essere confusi tra loro. La differenza però è sostanziale: quello che fa un trasduttore è trasformare una grandezza in un’altra. A loro volta, i sensori funzionano trasformando qualsiasi quantità in elettricità. Per fare degli esempi: un trasduttore trasmuta la temperatura in movimento; mentre il sensore lo converte in un segnale elettrico.

Caratteristiche di un sensore

Le principali caratteristiche tecniche di un sensore possono essere classificate in due: statiche e dinamiche.

caratteristiche statiche

Sono quelli che descrivono come funzionano i sensori quando ci sono misure costanti o piccole variazioni.

• Intervallo di misurazione operativo: Questi sono i valori massimi e minimi che possono essere rilevati dal sensore.
• Risoluzione: È il più piccolo cambiamento che un sensore può rilevare. Ad esempio, se abbiamo un sensore di temperatura con una risoluzione di 0.1, significa che questo valore è la variazione minima che registrerà. Vale la pena ricordare che se la temperatura cambia da 18º a 18.03º, non la rileverà; invece, quando raggiungerà i 18,1º, verrà letto.
• Sensibilità: A differenza della risoluzione, la sensibilità si basa sulle modifiche apportate all’uscita del sensore; si riferisce al più piccolo cambiamento di grandezza che il lettore ci mostrerà. Per esempio; un termostato con una risoluzione di 0.1 può avere una sensibilità che mostra solo la temperatura in numeri interi, quindi anche se rileva una variazione da 20º a 20.1º, mostrerà solo la variazione da 20º a 21º.
• Linearità: Questa è la capacità del sensore di adattarsi a un’uscita ottimale se misurata più volte. Cioè, possiamo misurare la stessa magnitudine 10 volte e il sensore può mostrarci sempre la stessa uscita o mostrarci 10 uscite con piccole variazioni.
• Spostamento zero o offset: Stiamo parlando dello scostamento che la produzione effettiva ha rispetto a quella teorica. Questo può essere positivo o negativo e può essere corretto aggiungendo un punto di offset che fa sì che il sistema si adegui al nuovo segnale di uscita.
• Isteresi: È la variazione che ha una lettura dello stesso ingresso, ma in questo caso dipende dal punto da cui si effettua la lettura. Cioè, a seconda che la direzione sia in alto o in basso, un sensore può dare due valori diversi per la stessa misura.
• Ripetibilità: Indica la variazione massima che un sensore può effettuare nella stessa misura e nelle stesse condizioni.
• Precisione e accuratezza: La precisione è la capacità di ciascun sensore di fornire letture molto vicine ad altre misurazioni. La precisione è la differenza tra l’uscita effettiva e il valore teorico.
• Rumore: Questi sono i disturbi casuali che i sensori hanno quando effettuano le misure.

Caratteristiche dinamiche

Queste caratteristiche compaiono quando una misura cambia bruscamente da un valore all’altro.

• Velocità di risposta: È la velocità o la reattività del segnale di uscita a improvvisi cambiamenti di ingresso.
• risposta in frequenza: È la capacità dei sensori di rispondere alle variazioni della frequenza del segnale di ingresso.
• Stabilità: Visualizza la deviazione dell’uscita del sensore confrontando i valori effettivi con quelli teorici.

valutazione del sensore

A seconda di come gestiscono l’energia, del loro principio di funzionamento e della grandezza da misurare, i sensori possono essere classificati in modi diversi.

secondo l’energia

In base a come utilizzano l’energia, i sensori possono essere classificati come passivi e attivi.

Il Responsabilità Sono incaricati di misurare le variabili esistenti in modo naturale, senza interferire con il processo.

sensori attivo, a loro volta sono quelli in grado di generare da soli il segnale che devono misurare. Ad esempio, sensori ottici che generano luce infrarossa, che rimbalza all’interno del sensore stesso.

Secondo la tua operazione

I sensori sono raggruppati in questa categoria:

• primarie: che sono quelli che convertono una grandezza in un’altra più facile da leggere da un altro sensore. Cioè, non lo trasformano in energia, ma in un’altra grandezza.
• resistivo: il suo funzionamento si basa sulle variazioni di resistenza in funzione dell’intensità della misura.
• Reattanza variabile ed elettromagnetica: sensori che basano il loro funzionamento su capacità e induttanza.
• generatori: quelli che generano un segnale elettrico dalla grandezza che misurano.
• digitale: sono quelli che inviano un segnale binario di 0 e 1.
• analogico: questi sensori hanno in uscita un segnale variabile, che solitamente si legge in milliampere, tensione o resistenza.

per grandezza

In base alla quantità misurata, i sensori si dividono in:

• Posizione angolare o lineare
• spostamento e deformazione
  • estensimetro
  • magnetostrittivo
  • LVDT
• velocità lineare e angolare
• Accelerazione
• Forza e coppia (deformazione)
  • estensimetri
  • triassiale
• Livello
  • Galleggiante
  • capacità
  • ultrasonico
• Pressione
• Fluire
• Temperatura
• Presenza
• ottici
• tattile
  • matrice di contatto
  • finta pelliccia
• Prossimità
  • capacità
  • Induttivo
  • Fotoelettrico
• Acustico
• sensore di acidità
• chiaro
• cattura del movimento

selezione del sensore

Quando si sceglie un sensore, dobbiamo tenerne conto la variabile o le variabili che vogliamo misurare. Anche le specifiche dei sensori, ad esempio il tipo di misura e il tipo di uscita richiesta dal sensore. Altri elementi da considerare sono la portata, l’accuratezza, la linearità, la velocità di risposta, l’affidabilità, la facilità di manutenzione, la disponibilità e il costo di ciascun sensore disponibile.

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