Il dispositivo raccoglie informazioni sulla temperatura dalla fonte e le converte in una forma che può essere compresa da altri dispositivi o persone. Il miglior esempio di sensore di temperatura è un termometro a mercurio in vetro, che si espande e si contrae al variare della temperatura. La temperatura esterna è la fonte della misurazione della temperatura e l'osservatore guarda la posizione del mercurio per misurare la temperatura. Esistono due tipi fondamentali di sensori di temperatura:
· Sensore di contatto
Questo tipo di sensore richiede il contatto fisico diretto con l'oggetto o il mezzo rilevato. Possono monitorare la temperatura di solidi, liquidi e gas in un ampio intervallo di temperature.
· Sensore senza contatto
Questo tipo di sensore non richiede alcun contatto fisico con l'oggetto o il mezzo da rilevare. Monitorano solidi e liquidi non riflettenti, ma sono inutili contro i gas a causa della loro naturale trasparenza. Questi sensori misurano la temperatura utilizzando la legge di Planck. La legge si occupa del calore irradiato da una fonte di calore per misurare la temperatura.
Principi di funzionamento ed esempi di diversi tipi disensori di temperatura:
(i) Termocoppie – Sono costituite da due fili (ciascuno di una lega o metallo uniforme diverso) che formano un giunto di misura tramite una connessione ad un'estremità aperta all'elemento in prova. L'altra estremità del filo è collegata al dispositivo di misurazione, dove viene formata una giunzione di riferimento. Poiché la temperatura dei due nodi è diversa, la corrente scorre attraverso il circuito e i millivolt risultanti vengono misurati per determinare la temperatura del nodo.
(ii) Rilevatori di temperatura a resistenza (RTDS) – Si tratta di resistori termici prodotti per modificare la resistenza al variare della temperatura e sono più costosi di qualsiasi altra apparecchiatura di rilevamento della temperatura.
(iii)Termistori– sono un altro tipo di resistenza in cui grandi variazioni di resistenza sono proporzionali o inversamente proporzionali a piccole variazioni di temperatura.
(2) Sensore a infrarossi
Il dispositivo emette o rileva la radiazione infrarossa per rilevare fasi specifiche nell'ambiente. In generale, tutti gli oggetti nello spettro infrarosso emettono radiazioni termiche e i sensori a infrarossi rilevano queste radiazioni invisibili all'occhio umano.
· Vantaggi
Facile da collegare, disponibile sul mercato.
· Svantaggi
Essere disturbato dal rumore ambientale, come radiazioni, luce ambientale, ecc.
Come funziona:
L'idea di base è quella di utilizzare diodi emettitori di luce a infrarossi per emettere luce infrarossa sugli oggetti. Un altro diodo a infrarossi dello stesso tipo verrà utilizzato per rilevare le onde riflesse dagli oggetti.
Quando il ricevitore a infrarossi viene irradiato con luce infrarossa, sul filo si verifica una differenza di tensione. Poiché la tensione generata è piccola e difficile da rilevare, per rilevare con precisione le basse tensioni viene utilizzato un amplificatore operazionale (amplificatore operazionale).
(3) Sensore ultravioletto
Questi sensori misurano l'intensità o la potenza della luce ultravioletta incidente. Questa radiazione elettromagnetica ha una lunghezza d'onda più lunga dei raggi X, ma comunque più corta della luce visibile. Un materiale attivo chiamato diamante policristallino viene utilizzato per un rilevamento ultravioletto affidabile, in grado di rilevare l’esposizione ambientale alle radiazioni ultraviolette.
Criteri di scelta dei sensori UV
· Intervallo di lunghezze d'onda rilevabili dal sensore UV (nanometro)
· Temperatura di esercizio
· Precisione
· Peso
· Gamma di potenza
Come funziona:
I sensori UV ricevono un tipo di segnale energetico e trasmettono un diverso tipo di segnale energetico.
Per osservare e registrare questi segnali in uscita, vengono indirizzati a un contatore elettrico. Per generare grafici e report, il segnale di uscita viene trasmesso a un convertitore analogico-digitale (ADC) e quindi a un computer tramite software.
Applicazioni:
· Misurare la parte dello spettro UV che scotta la pelle
· Farmacia
· Automobili
· Robotica
· Processo di trattamento e tintura con solventi per l'industria della stampa e della tintura
Industria chimica per la produzione, lo stoccaggio e il trasporto di prodotti chimici
(4) Sensore tattile
Il sensore tattile agisce come un resistore variabile a seconda della posizione del tocco. Schema di un sensore tattile che funziona come un resistore variabile.
Il sensore tattile è costituito dai seguenti componenti:
· Materiale completamente conduttivo, come il rame
· Materiali isolanti distanziatori, come schiuma o plastica
· Parte di materiale conduttivo
Principio e lavoro:
Alcuni materiali conduttivi si oppongono al flusso di corrente. Il principio fondamentale dei sensori di posizione lineare è che maggiore è la lunghezza del materiale attraverso il quale deve passare la corrente, più il flusso di corrente viene invertito. Di conseguenza, la resistenza di un materiale cambia cambiando la sua posizione di contatto con un materiale completamente conduttivo.
In genere, il software è collegato a un sensore tattile. In questo caso la memoria è fornita dal software. Quando i sensori sono spenti, possono ricordare “la posizione dell’ultimo contatto”. Una volta attivato il sensore, possono ricordare la “posizione del primo contatto” e comprendere tutti i valori ad essa associati. Questa azione è simile allo spostamento del mouse e al posizionamento sull'altra estremità del tappetino per spostare il cursore all'estremità dello schermo.
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I sensori tattili sono economici, durevoli e ampiamente utilizzati
Affari: assistenza sanitaria, vendite, fitness e giochi
· Elettrodomestici: forno, lavatrice/asciugatrice, lavastoviglie, frigorifero
Trasporti: controllo semplificato tra la produzione della cabina di pilotaggio e i produttori di veicoli
· Sensore di livello del liquido
Automazione industriale: rilevamento della posizione e del livello, controllo touch manuale nelle applicazioni di automazione
Elettronica di consumo: fornisce nuovi livelli di sensazione e controllo in una varietà di prodotti di consumo
I sensori di prossimità rilevano la presenza di oggetti che difficilmente hanno punti di contatto. Poiché non c'è contatto tra il sensore e l'oggetto da misurare e data l'assenza di parti meccaniche, questi sensori hanno una lunga durata e un'elevata affidabilità. Diversi tipi di sensori di prossimità sono sensori di prossimità induttivi, sensori di prossimità capacitivi, sensori di prossimità a ultrasuoni, sensori fotoelettrici, sensori ad effetto Hall e così via.
Come funziona:
Il sensore di prossimità emette un campo elettromagnetico o elettrostatico o un raggio di radiazione elettromagnetica (come gli infrarossi) e attende un segnale di ritorno o un cambiamento nel campo e l'oggetto rilevato viene chiamato bersaglio del sensore di prossimità.
Sensori di prossimità induttivi – hanno un oscillatore come ingresso che modifica la resistenza di perdita avvicinandosi al mezzo conduttore. Questi sensori sono i bersagli metallici preferiti.
Sensori di prossimità capacitivi: convertono le variazioni della capacità elettrostatica su entrambi i lati dell'elettrodo di rilevamento e dell'elettrodo messo a terra. Ciò avviene avvicinandosi a oggetti vicini con un cambiamento nella frequenza di oscillazione. Per rilevare bersagli vicini, la frequenza di oscillazione viene convertita in una tensione continua e confrontata con una soglia predeterminata. Questi sensori sono la prima scelta per i bersagli in plastica.
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· Utilizzato nell'ingegneria dell'automazione per definire lo stato operativo delle apparecchiature di ingegneria di processo, dei sistemi di produzione e delle apparecchiature di automazione
· Utilizzato in una finestra per attivare un avviso quando la finestra viene aperta
· Utilizzato per il monitoraggio delle vibrazioni meccaniche per calcolare la differenza di distanza tra albero e cuscinetto di supporto
Orario di pubblicazione: 03-lug-2023