Un senzor este un dispozitiv care transformă starea unei mărimi fizice observate într-o cantitate utilizabilă, cum ar fi o tensiune electrică , o înălțime a mercurului, o intensitate sau devierea unui ac. De multe ori (în mod greșit) confundăm senzorul și traductorul : senzorul este cel puțin format dintr-un traductor .
Senzorul diferă de instrumentul de măsurare prin faptul că este doar o interfață simplă între un proces fizic și informații manipulabile. În schimb, instrumentul de măsurare este un dispozitiv autonom care este autosuficient, cu un afișaj sau un sistem de stocare a datelor. Senzorul nu îl are.
Senzorii sunt elementele de bază ale sistemelor de achiziție de date . Implementarea lor se face în domeniul instrumentării .
Ei au nevoie în majoritatea cazurilor de energie externă pentru a funcționa (de exemplu , termistor , fotorezistor , potențiometru , indicator de extensometrie cunoscut sub numele de tensometru ). Aceștia sunt senzori care pot fi modelați printr-o impedanță . O variație a fenomenului fizic studiat (măsurat) generează o variație a impedanței. Trebuie să li se aplice tensiune pentru a obține un semnal de ieșire.
Senzori activiVorbim despre un senzor activ atunci când fenomenul fizic care este utilizat pentru determinarea măsurandului afectează în mod direct transformarea într-o cantitate electrică. Legea fizică în sine leagă măsurarea și ieșirea mărimii electrice.
Un senzor activ funcționează destul de des ca electromotor și, în acest caz, cantitatea de ieșire este o diferență de potențial.
Numărul legilor fizice care permit o astfel de transformare este în mod evident limitat, astfel putem identifica cu ușurință senzorii activi (dintre care numărul este finit). Cu toate acestea, câmpurile de aplicare sunt foarte largi.
Senzorii și condiționatoarele lor pot fi, de asemenea, clasificate după tipul de ieșire:
Senzori analogiciIeșirea este o mărime electrică a cărei valoare este o funcție a mărimii fizice măsurate de senzor. Ieșirea poate lua o infinitate de valori continue . Semnalul de la senzorii analogici poate fi de următorul tip:
Unii senzori analogici tipici:
Ieșirea este o secvență de stări logice care, unul după altul, formează un număr. Ieșirea poate lua un număr mare de valori discrete . Semnalul de la senzorii digitali poate fi de următorul tip:
Unii senzori digitali tipici:
Sau senzori digitali . Ieșirea este o stare logică notată cu 1 sau 0. Ieșirea poate lua aceste două valori. Există în special 4 tipuri de senzori logici:
Unii senzori logici tipici:
Un senzor este caracterizat după mai multe criterii , dintre care cele mai frecvente sunt:
Pentru a utiliza un senzor în cele mai bune condiții posibile, este adesea util să efectuați o calibrare și să cunoașteți incertitudinile de măsurare referitoare la acesta.
În robotica mobilă, este important să se facă distincția între senzorii proprioceptivi , care își efectuează măsurătorile în raport cu ceea ce percep local de mișcarea robotului, sau exteroceptiv , care se bazează pe măsurători luate în raport cu mediul său global (referință absolută). De exemplu, senzorii care măsoară deplasările unghiulare ale roților unui robot vor putea reconstitui traiectoria acestuia, cu condiția ca roțile să nu alunece (derapaj, derapaj). Sunt senzori proprioceptivi. Pe de altă parte, amplasarea de către o turelă laser a balizelor optice fixate în mediul în care circulă robotul permite măsurarea absolută. Vorbim apoi despre un senzor exteroceptiv.
În ultimii ani ai secolului XX a apărut conceptul de senzori inteligenți.
Pe lângă capacitatea lor de a măsura o cantitate fizică, au și alte caracteristici, iată o listă neexhaustivă:
Translația digitală directă a unghiului unei axe rotative este un avantaj major în sistemele care funcționează cu semnale digitalizate. Economisește timp (deoarece nu există condiționarea semnalului analog și economisește o conversie analogică la digitală) și mai ales precizie. Codificatorul rotativ este un senzor de poziție unghiular legat mecanic de axa de rotație a sistemului pe care lucrăm.
Principiul de funcționare:
Aceste părți determină cele două niveluri logice, lumina emisă de diode emițătoare de lumină sau diode laser este focalizată prin fiecare pistă pe un fototranzistor orientat spre ea.
Există două tipuri principale de codificatoare de poziție rotative:
Senzorul de câmp magnetic (sau senzorul magnetic) este elementul de bază (element sensibil) al magnetometrului . Există mai multe feluri:
Vezi Senzor de deplasare .
A se vedea traductor de forță .
Vezi Sonda de presiune .
Caracteristicile acestora sunt indicate de standardul NF EN 60751.
Caracteristicile acestora sunt indicate de standardele NF EN 60584-1 și NF EN 61515.
În timpul operațiunilor de transfer, încărcare, descărcare sau pentru depozitare în tancuri, balasturi sau calele unei nave, este important să cunoaștem starea de umplere a acestora. Aceste informații pot fi comunicate fie în mod continuu, fie prin detectarea pragurilor (niveluri: scăzut, ridicat, foarte ridicat).
Măsurare continuăUn senzor de nivel este plasat pe rezervor a cărui umplere dorim să o cunoaștem. Emite un semnal a cărui amplitudine sau frecvență este o funcție directă a nivelului rezervorului. Prin urmare, puteți cunoaște în orice moment nivelul de umplere al rezervorului sau volumul încă disponibil.
Detectarea praguluiMai mulți senzori sunt așezați pe rezervor pentru a fi măsurați. Acești senzori furnizează informații binare care indică dacă nivelul este atins sau nu. Această detectare poate fi utilizată pentru a opri sau porni o pompă. Un nivel ridicat previne revărsarea rezervorului și un nivel scăzut asigură o rezervă minimă.
Se utilizează diferite tipuri de senzori în funcție de natura produsului. Folosim proprietățile fizice și chimice, vâscozitatea, dacă dorim un prag sau o măsurare continuă.
Metoda hidrostaticăSenzorul oferă informații continue direct în funcție de înălțimea fluidului din rezervor.
Metoda electricăSe utilizează proprietățile de conductivitate ale fluidului. Trebuie să fiți atenți la coroziunea și polarizarea sondelor, deoarece acestea sunt traversate de un curent electric. Această metodă poate fi uneori utilizată pentru solide.