En els processos moderns de producció d'automatització industrial, els sensors juguen un paper crucial.
Un sensor és un instrument de detecció capaç de percebre informació mesurada. Converteix aquesta informació percebuda en senyals elèctrics o altres formes de sortida requerides segons principis específics, complint els requisits de transmissió, processament, emmagatzematge, visualització, enregistrament i control de la informació. Els sensors ajuden a supervisar, analitzar, mesurar i processar diversos canvis-com ara els canvis de posició, longitud, alçada, condicions externes i desalineació que es produeixen en entorns de producció industrial.
Aleshores, quins tipus de sensors es requereixen normalment en l'automatització industrial?
I. Sensors de temperatura i humitat
Els sensors de temperatura i humitat incorporen elements-sensibles a la humitat i termosensibles per mesurar la temperatura i la humitat. Després de recollir aquests senyals, es sotmeten a un processament de circuits que inclou l'estabilització de tensió, el filtratge, l'amplificació operacional, la correcció no lineal, la conversió V/I, la regulació de corrent constant i la protecció inversa. Això dóna lloc a sortides de corrent o tensió linealment proporcionals a la temperatura i la humitat. Alternativament, poden sortir directament a través d'interfícies com RS-485 o RS-232 mitjançant un xip de control principal.
II. Sensor fotoelèctric
Un sensor fotoelèctric és un dispositiu que converteix els senyals lluminosos en senyals elèctrics. El seu funcionament es basa en l'efecte fotoelèctric, que descriu el fenomen en què els electrons de determinats materials absorbeixen l'energia dels fotons de la llum incident, donant lloc als efectes elèctrics corresponents. Poden detectar magnituds físiques no-elèctriques que causen directament canvis en la intensitat de la llum, com ara la intensitat de la llum, la il·luminació, la mesura radiomètrica de la temperatura i l'anàlisi de la composició del gas. També poden detectar altres magnituds no elèctriques-convertibles en canvis d'intensitat de la llum, com ara el diàmetre de la part, la rugositat de la superfície, la tensió, el desplaçament, la vibració, la velocitat, l'acceleració, així com la forma de l'objecte i la identificació de l'estat de funcionament.
III. Sensors de pressió
Els sensors de pressió són dispositius d'ús habitual a la pràctica industrial. Detecten senyals de pressió i els converteixen en senyals de sortida elèctrics utilitzables segons principis específics. S'apliquen àmpliament en energia hidroelèctrica, transport ferroviari, edificis intel·ligents, automatització de la producció, aeroespacial, militar, petroquímica, pous de petroli, generació d'energia, vaixells marins, màquines eina, canonades i altres indústries.
IV. Sensor d'efecte Hall
El sensor d'efecte Hall és un sensor de camp magnètic basat en l'efecte Hall, àmpliament aplicat en l'automatització industrial, la tecnologia de detecció i el processament de la informació. L'efecte Hall serveix com a mètode fonamental per estudiar les propietats dels materials semiconductors. El coeficient Hall mesurat mitjançant experiments d'efecte Hall permet la determinació de paràmetres crítics com el tipus de conductivitat del semiconductor, la concentració del portador i la mobilitat del portador.
V. Sensors de proximitat
Els sensors de proximitat són un terme general per als sensors que substitueixen els mètodes de detecció basats en contacte-com els interruptors de límit, que permeten la detecció sense contacte físic amb l'objecte objectiu. Converteixen la informació de moviment i presència de l'objectiu en senyals elèctrics. Un sensor de proximitat és un dispositiu capaç de detectar l'aproximació d'un objecte. Utilitza les característiques sensibles dels sensors de desplaçament per detectar objectes que s'acosten i emet els senyals de commutació corresponents. Per tant, els sensors de proximitat també es coneixen com a interruptors de proximitat.
VI. Sensors MEMS (sistemes microelectromecànics)
Els sensors MEMS, o sistemes microelectromecànics, representen un camp de recerca interdisciplinari{0}}avantguardista desenvolupat a partir de la tecnologia microelectrònica. Integreguen l'electrònica, la mecànica, la ciència dels materials, la física, la química, la biologia i la medicina. Actualment, els sensors MEMS troben àmplies aplicacions en satèl·lits espacials, vehicles de llançament, equips aeroespacials, avions, automòbils, dispositius biomèdics i electrònica de consum.
VII. Sensors de parell
Els sensors de parell, també coneguts com a transductors de parell, mesuradors de parell o mesuradors de parell, utilitzen la tecnologia de mesura elèctrica de galga de tensió. Es forma un pont de tensió sobre un eix elàstic; aplicar potència a aquest pont genera un senyal elèctric proporcional a la força de torsió aplicada a l'eix. En detectar el parell de torsió en diversos components mecànics giratoris o no -rotatius, aquests sensors mesuren amb precisió el parell, la velocitat de rotació i la potència mecànica.
VIII. Sensors de fibra òptica
Els sensors de fibra òptica converteixen l'estat d'un objecte mesurat en senyals òptics mesurables. El principi de funcionament consisteix a dirigir un feix de llum des d'una font de llum a través d'una fibra òptica cap a un modulador. Dins del modulador, la interacció amb el paràmetre mesurat extern altera les propietats òptiques de la llum-com ara la intensitat, la longitud d'ona, la freqüència, la fase o l'estat de polarització-creant un senyal òptic modulat. Aquest senyal viatja a través de la fibra òptica fins a un dispositiu optoelectrònic, on un demodulador extreu el paràmetre mesurat.
IX. Sensor de desplaçament
També conegut com a sensor lineal, aquest dispositiu lineal-detector de metalls converteix diverses magnituds físiques en senyals elèctrics. Les seves aplicacions són àmplies, s'utilitzen habitualment en automatització industrial, construcció, ponts i camps similars.
X. Sensors magnètics
Els materials magnètics presenten propietats magnètiques alterades quan s'exposen a estímuls externs com ara calor, llum, pressió o radiació. Aquestes propietats permeten la creació de sensors altament fiables i sensibles. Aquests sensors utilitzen materials magnètics com a elements de detecció, d'aquí la designació de "sensors magnètics".