Industrijska automatizacija raste sve brže i brže, a Industrija 4.0 je cilj industrijske automatizacije u ovoj fazi. Za industrijsku automatizaciju, iako su svi čuli, ali nisu svi dobro upoznati s industrijskom automatizacijom. Kako bismo poboljšali vaše razumijevanje industrijske automatizacije, ovaj će članak predstaviti senzore, bitnu komponentu industrijske automatizacije. Kroz ovaj članak shvatit ćete kako senzor treba učiniti sve kontrole automatiziranijim.
Senzor (Senzor) je čest ali vrlo važan uređaj, on je osjet odredaba izmjerenih veličina i prema određenim zakonitostima pretvara se u korisni signalni uređaj ili uređaj. Za senzor, ulaz se može podijeliti na statičke i dinamičke veličine prema stanju ulaza. Možemo dobiti statičke karakteristike senzora prema odnosu između izlaza i ulaza u stabilnom stanju svake vrijednosti. Glavni pokazatelji statičkih karakteristika senzora su linearnost, histereza, ponovljivost, osjetljivost i točnost. Dinamičke karakteristike senzora odnose se na karakteristike odziva ulazne veličine tijekom vremena. Dinamičke karakteristike obično se opisuju prijenosnim funkcijama i drugim modelima automatskog upravljanja. Obično signali koje prima senzor imaju slabe signale niske-frekventnosti, a amplituda vanjske smetnje ponekad može premašiti izmjereni signal, tako da eliminacija dolazne buke postaje ključna senzorska tehnologija.
Fizički senzor je senzor koji detektira fizikalnu veličinu. To je korištenje određenih fizičkih učinaka, fizičke veličine koje se mjere u obliku energije signalnog uređaja za laku obradu. Njegov izlazni signal ima određeni odnos s ulaznim signalom. Glavni fizički senzori su fotoelektrični senzori, piezoelektrični senzori, piezorrezistivni senzori, elektromagnetski senzori, termoelektrični senzori i senzori s optičkim vlaknima. Kao primjer, pogledajmo fotoelektrični senzor koji se češće koristi. Ova vrsta senzora pretvara svjetlosne signale u električne signale, izravno detektira informacije o zračenju objekta, a također može pretvoriti druge fizičke veličine u svjetlosne signale. Glavno načelo je fotoelektrični učinak: kada svjetlost pogodi tvar, električni učinci na tvar se mijenjaju, što u ovom slučaju uključuje emisiju elektrona, vodljivost i potencijalnu struju. Očito, uređaji koji mogu lako proizvesti takve efekte postaju glavne komponente fotoelektričnih senzora, kao što su fotootpornici. Na taj način znamo da je glavni tijek rada fotoelektričnog senzora primanje odgovarajućeg svjetlosnog zračenja, putem uređaja kao što su fotootpornici za pretvaranje svjetlosne energije u električnu energiju, a zatim kroz proces pojačanja i de-šumovanja, dobiva se željeni izlazni električni signal. Ovdje izlazni signal i izvorni svjetlosni signal imaju određeni odnos, obično blizak linearnom odnosu, tako da izračun izvornog svjetlosnog signala nije jako kompliciran. Ostali fizički senzori analogni su fotoelektričnim senzorima.
Raspon primjena fizičkih senzora je vrlo širok, gledamo samo biomedicinsku točku gledišta kako bismo vidjeli primjenu fizičkih senzora, a onda nije teško spekulirati da fizički senzori u drugim aspektima također imaju važne primjene.
Primjerice, mjerenje krvnog tlaka jedno je od najrutinskijih medicinskih mjerenja. Naša uobičajena mjerenja krvnog tlaka su neizravna mjerenja, gdje se odnos između protoka krvi i tlaka koji otkriva površina tijela koristi za mjerenje krvnog tlaka u venama. Sonda koja se koristi za mjerenje krvnog tlaka obično se sastoji od elastične dijafragme, koja signal tlaka pretvara u deformaciju dijafragme, koja se zatim pretvara u električni signal na temelju naprezanja ili pomaka dijafragme. Na vrhu električnog signala možemo detektirati sistolički tlak, nakon prolaska kroz inverter i peak detektor možemo dobiti dijastolički tlak, a preko integratora možemo dobiti srednji tlak.
Pogledajmo tehniku respirometrije. Respiratorna mjerenja važna su osnova za kliničku dijagnozu plućne funkcije i neophodna su iu kirurškom zahvatu iu praćenju bolesnika. Na primjer, kada koristite senzor -tipa termistora koji se koristi za mjerenje brzine disanja, otpornik senzora je montiran na vanjskoj strani prednjeg kraja kopče, koja je stegnuta za nos, a brzina disanja, kao i stanje vrućeg zraka, mogu se mjeriti pomoću termistora kada strujanje respiratornog zraka struji preko površine termistora.
Tu je i najčešći postupak mjerenja površinske temperature tijela, koji izgleda jednostavno, ali ima složen mehanizam mjerenja. Površinska temperatura tijela određena je brojnim čimbenicima, uključujući lokalni protok krvi, toplinsku vodljivost tkiva ispod kože i rasipanje topline iz epidermisa, tako da mjerenje temperature kože uzima u obzir brojne utjecaje. Senzori tipa termoparova češće se koriste za mjerenje temperature, obično štapni termoparovi i tankoslojni termoparovi. Budući da je veličina termoelementa vrlo mala, točnost može biti veća od razine mikrona, tako da može biti točnije mjeriti temperaturu u određenoj točki, zajedno s kasnijom analizom statistike, može proizvesti sveobuhvatnije rezultate analize. Ovo je tradicionalni živin termometar koji se ne može usporediti, ali također pokazuje primjenu novih tehnologija u razvoju znanosti koja donosi široke perspektive.
Iz gornjeg uvoda može se vidjeti, samo u biomedicinskim aspektima, fizički senzori imaju različite primjene. Smjer razvoja senzora su multifunkcionalni,-temeljeni na slici i inteligentni senzori. Mjerenje senzora kao važno sredstvo prikupljanja podataka, industrijske proizvodnje, pa čak i obiteljskog života je bitan uređaj, a fizički senzori i najčešća obitelj senzora, fleksibilna upotreba fizičkih senzora sigurno će moći stvoriti više proizvoda, bolje prednosti.