I moderna produktionsprocesser för industriell automation spelar sensorer en avgörande roll.
En sensor är ett detekteringsinstrument som kan uppfatta uppmätt information. Den omvandlar denna uppfattade information till elektriska signaler eller andra erforderliga former av utmatning enligt specifika principer, och uppfyller kraven för informationsöverföring, bearbetning, lagring, visning, inspelning och kontroll. Sensorer hjälper till att övervaka, analysera, mäta och bearbeta olika förändringar-såsom förändringar i position, längd, höjd, yttre förhållanden och felinriktning som uppstår i industriella produktionsmiljöer.
Så, vilka typer av sensorer krävs vanligtvis i industriell automation?
I. Temperatur- och luftfuktighetssensorer
Temperatur- och luftfuktighetssensorer innehåller fuktkänsliga- och värmekänsliga element för att mäta temperatur och luftfuktighet. Efter att ha samlat in dessa signaler genomgår de kretsbehandling inklusive spänningsstabilisering, filtrering, operationsförstärkning, olinjär korrigering, V/I-omvandling, konstantströmreglering och omvänt skydd. Detta resulterar i ström- eller spänningsutgångar linjärt proportionella mot temperatur och fuktighet. Alternativt kan de mata ut direkt via gränssnitt som RS-485 eller RS-232 genom ett huvudkontrollchip.
II. Fotoelektrisk sensor
En fotoelektrisk sensor är en enhet som omvandlar ljussignaler till elektriska signaler. Dess funktion är baserad på den fotoelektriska effekten, som beskriver fenomenet där elektroner i vissa material absorberar fotonernas energi från infallande ljus, vilket resulterar i motsvarande elektriska effekter. De kan detektera icke-elektriska fysikaliska storheter som direkt orsakar förändringar i ljusintensitet, såsom ljusintensitet, belysningsstyrka, radiometrisk temperaturmätning och gassammansättningsanalys. De kan också detektera andra icke-elektriska storheter som kan omvandlas till ljusintensitetsförändringar, inklusive deldiameter, ytjämnhet, töjning, förskjutning, vibration, hastighet, acceleration samt identifiering av objektform och driftstatus.
III. Trycksensorer
Trycksensorer är vanliga anordningar i industriell praxis. De upptäcker trycksignaler och omvandlar dem till användbara elektriska utsignaler enligt specifika principer. De används i stor utsträckning inom vattenkraft, järnvägstransport, smarta byggnader, produktionsautomation, flyg, militär, petrokemi, oljekällor, kraftproduktion, marina fartyg, verktygsmaskiner, rörledningar och andra industrier.
IV. Halleffektsensor
Hall-effektsensorn är en magnetfältssensor baserad på Hall-effekten, allmänt använd inom industriell automation, detektionsteknik och informationsbehandling. Hall-effekten fungerar som en grundläggande metod för att studera halvledarmaterialegenskaper. Hall-koefficienten uppmätt genom Hall-effektexperiment möjliggör bestämning av kritiska parametrar såsom halvledarens konduktivitetstyp, bärarkoncentration och bärarmobilitet.
V. Närhetssensorer
Närhetssensorer är en allmän term för sensorer som ersätter kontakt-baserade detekteringsmetoder som gränslägesbrytare, som möjliggör detektering utan fysisk kontakt med målobjektet. De omvandlar målets rörelse- och närvaroinformation till elektriska signaler. En närhetssensor är en enhet som kan känna av när ett objekt närmar sig. Den använder de känsliga egenskaperna hos förskjutningssensorer för att detektera föremål som närmar sig och matar ut motsvarande omkopplarsignaler. Därför är närhetssensorer även kända som närhetsbrytare.
VI. MEMS-sensorer (mikroelektromekaniska system)
MEMS-sensorer, eller mikroelektromekaniska system, representerar ett banbrytande-tvärvetenskapligt forskningsfält som utvecklats från mikroelektronikteknik. De integrerar elektronik, mekanik, materialvetenskap, fysik, kemi, biologi och medicin. För närvarande hittar MEMS-sensorer omfattande tillämpningar i rymdsatelliter, bärraketer, rymdutrustning, flygplan, bilar, biomedicinsk utrustning och konsumentelektronik.
VII. Momentsensorer
Vridmomentsensorer, även kända som vridmomentgivare, vridmomentmätare eller vridmomentmätare, använder elektrisk mätteknik för töjningsmätare. En töjningsbrygga är utformad på ett elastiskt skaft; påläggande av kraft till denna brygga genererar en elektrisk signal som är proportionell mot vridkraften som appliceras på axeln. Genom att detektera vridmomentet på olika roterande eller icke-roterande mekaniska komponenter, mäter dessa sensorer exakt vridmoment, rotationshastighet och mekanisk effekt.
VIII. Fiberoptiska sensorer
Fiberoptiska sensorer omvandlar tillståndet för ett uppmätt objekt till mätbara optiska signaler. Arbetsprincipen innebär att en ljusstråle från en ljuskälla genom en optisk fiber riktas in i en modulator. Inom modulatorn förändrar interaktion med den externa uppmätta parametern ljusets optiska egenskaper-såsom intensitet, våglängd, frekvens, fas eller polarisationstillstånd-och skapar en modulerad optisk signal. Denna signal går sedan genom den optiska fibern till en optoelektronisk enhet, där en demodulator extraherar den uppmätta parametern.
IX. Förskjutningssensor
Även känd som en linjär sensor, den här metall-avkännande linjära enheten omvandlar olika fysiska storheter till elektriska signaler. Dess applikationer är omfattande och används ofta inom industriell automation, konstruktion, broar och liknande områden.
X. Magnetiska sensorer
Magnetiska material uppvisar förändrade magnetiska egenskaper när de utsätts för yttre stimuli som värme, ljus, tryck eller strålning. Dessa egenskaper möjliggör skapandet av mycket pålitliga och känsliga sensorer. Sådana sensorer använder magnetiska material som sina avkänningselement, därav beteckningen "magnetiska sensorer".