Industriel automation vokser hurtigere og hurtigere, og Industry 4.0 er målet for industriel automation i denne fase. For industriel automation, selvom alle har hørt om, men ikke alle er meget fortrolige med industriel automation. For at forbedre din forståelse af industriel automation vil denne artikel introducere sensorer, en væsentlig komponent i industriel automation. Gennem denne artikel vil du forstå, hvordan sensoren skal gøre al kontrol mere automatiseret.
Sensor (Sensor) er en almindelig, men meget vigtig enhed, det er følelsen af bestemmelserne i de målte mængder og i henhold til visse love vil blive konverteret til en nyttig signalanordning eller enhed. For en sensor kan indgangen opdeles i statiske og dynamiske størrelser i henhold til indgangens tilstand. Vi kan få sensorens statiske karakteristika i henhold til forholdet mellem output og input i den konstante tilstand af hver værdi. Hovedindikatorerne for sensorens statiske karakteristika er linearitet, hysterese, repeterbarhed, følsomhed og nøjagtighed. Sensorens dynamiske karakteristika refererer til responskarakteristika for inputmængden over tid. Dynamiske egenskaber beskrives normalt af overførselsfunktioner og andre modeller for automatisk kontrol. Normalt har de signaler, der modtages af sensoren, svage lavfrekvente-signaler, og amplituden af ekstern interferens kan nogle gange overstige det målte signal, så eliminering af indkommende støj bliver en nøglesensorteknologi.
En fysisk sensor er en sensor, der registrerer en fysisk størrelse. Det er brugen af visse fysiske effekter, den fysiske mængde, der skal måles ind i signalenhedens energiform for nem behandling. Dets udgangssignal har et bestemt forhold til indgangssignalet. De vigtigste fysiske sensorer er fotoelektriske sensorer, piezoelektriske sensorer, piezoresistive sensorer, elektromagnetiske sensorer, termoelektriske sensorer og optiske fibersensorer. Lad os som et eksempel se på den mere almindeligt anvendte fotoelektriske sensor. Denne type sensor konverterer lyssignaler til elektriske signaler, den registrerer direkte strålingsinformation fra et objekt, og den kan også konvertere andre fysiske størrelser til lyssignaler. Hovedprincippet er den fotoelektriske effekt: Når lys rammer et stof, ændres de elektriske effekter på stoffet, hvilket i dette tilfælde omfatter elektronemission, ledningsevne og potentiel strøm. Det er klart, at enheder, der nemt kan producere sådanne effekter, bliver hovedkomponenterne i fotoelektriske sensorer, såsom fotomodstande. På denne måde ved vi, at den fotoelektriske sensors hovedarbejdsgang er at modtage den tilsvarende lysbestråling gennem enheder som fotomodstande for at konvertere lysenergien til elektrisk energi, og derefter gennem forstærkning og af-støjprocessen opnås det ønskede elektriske outputsignal. Her har udgangssignalet og det originale lyssignal et vist forhold, normalt tæt på et lineært forhold, således at beregningen af det originale lyssignal ikke er særlig kompliceret. Andre fysiske sensorer er analoge med fotoelektriske sensorer.
Anvendelsesområdet for fysiske sensorer er meget bredt, vi ser kun på det biomedicinske synspunkt for at se anvendelsen af fysiske sensorer, og så er det ikke svært at spekulere i, at fysiske sensorer i andre aspekter også har vigtige anvendelser.
For eksempel er blodtryksmåling en af de mest rutineprægede medicinske målinger. Vores sædvanlige blodtryksmålinger er indirekte målinger, hvor forholdet mellem blodgennemstrømning og tryk, der registreres af kropsoverfladen, bruges til at måle blodtrykket i venerne. Transduceren, der bruges til at måle blodtrykket, består normalt af en elastisk membran, som omdanner tryksignalet til en deformation af membranen, som derefter omdannes til et elektrisk signal baseret på belastningen eller forskydningen af membranen. Ved toppen af det elektriske signal kan vi detektere det systoliske tryk, efter at have passeret gennem inverteren og spidsdetektoren kan vi få det diastoliske tryk, og gennem integratoren kan vi få middeltrykket.
Lad os tage et kig på respirometriteknikken. Respiratoriske målinger er et vigtigt grundlag for klinisk diagnosticering af lungefunktion og er essentielle i både operation og patientmonitorering. Når man f.eks. bruger en sensor af termistor-type, der bruges til at måle åndedrætsfrekvens, er sensorens modstand monteret på ydersiden af den forreste ende af en klemme, som er fastspændt til næsen, og åndedrætsfrekvensen, såvel som tilstanden af den varme luft, kan måles af termistoren, når respirationsluftstrømmen flyder over overfladen.
Så er der den mest almindelige proces med måling af kropsoverfladetemperatur, som ser let ud, men som har en kompleks målemekanisme. Kropsoverfladetemperaturen bestemmes af en række faktorer, herunder lokal blodgennemstrømning, termisk ledningsevne af det underliggende væv og varmeafledning fra epidermis, så måling af hudtemperatur tager højde for en række påvirkninger. Termoelementtype sensorer er mere almindeligt anvendt til temperaturmåling, normalt stang termoelement sensorer og tyndfilm termoelement sensorer. Fordi størrelsen af termoelementet er meget lille, kan nøjagtigheden være højere end mikronniveauet, så det kan være mere nøjagtigt at måle temperaturen på et bestemt punkt, kombineret med den senere analyse af statistik, kan producere en mere omfattende analyseresultater. Dette er den traditionelle kviksølv termometer kan ikke sammenlignes, men viser også anvendelsen af nye teknologier til udvikling af videnskab bringer brede perspektiver.
Fra ovenstående introduktion kan ses, blot i de biomedicinske aspekter, har fysiske sensorer en række forskellige anvendelser. Udviklingsretningen for sensorer er multifunktionelle, billed-baserede og intelligente sensorer. Sensormåling som et vigtigt middel til dataindsamling, industriel produktion og endda familieliv er en væsentlig enhed, og fysiske sensorer og den mest almindelige familie af sensorer, den fleksible brug af fysiske sensorer vil helt sikkert være i stand til at skabe flere produkter, bedre fordele.