Industrijska automatizacija raste sve brže, a Industrija 4.0 je cilj industrijske automatizacije u ovoj fazi. Za industrijsku automatizaciju, iako su svi čuli, ali nisu svi dobro upoznati sa industrijskom automatizacijom. Kako biste poboljšali vaše razumijevanje industrijske automatizacije, ovaj članak će predstaviti senzore, bitnu komponentu industrijske automatizacije. Kroz ovaj članak ćete razumjeti kako senzor treba da učini svu kontrolu automatiziranom.
Senzor (Sensor) je uobičajen, ali vrlo važan uređaj, to je osjećaj odredbi mjerenih veličina i prema određenim zakonima će se pretvoriti u koristan 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 stacionarnom stanju svake vrijednosti. Glavni pokazatelji statičkih karakteristika senzora su linearnost, histereza, ponovljivost, osjetljivost i tačnost. Dinamičke karakteristike senzora odnose se na karakteristike odziva ulazne veličine tokom vremena. Dinamičke karakteristike se obično opisuju prenosnim funkcijama i drugim modelima automatskog upravljanja. Obično signali koje prima senzor imaju slabe niskofrekventne-signale, a amplituda vanjskih smetnji ponekad može premašiti izmjereni signal, tako da eliminacija dolaznog šuma postaje ključna tehnologija senzora.
Fizički senzor je senzor koji detektuje fizičku veličinu. To je korištenje određenih fizičkih efekata, fizičke veličine koja se mjeri u energetski oblik signalnog uređaja radi lakše obrade. Njegov izlazni signal ima definitivan odnos sa ulaznim signalom. Glavni fizički senzori su fotoelektrični senzori, piezoelektrični senzori, piezorezistivni senzori, elektromagnetski senzori, termoelektrični senzori i senzori optičkih vlakana. Kao primjer, pogledajmo najčešće korišteni fotoelektrični senzor. Ovaj tip senzora pretvara svjetlosne signale u električne signale, direktno detektuje informacije o zračenju iz objekta, a može i druge fizičke veličine pretvoriti u svjetlosne signale. Glavni princip je fotoelektrični efekat: kada svjetlost udari u supstancu, mijenjaju se električni efekti na supstancu, koji u ovom slučaju uključuju emisiju elektrona, provodljivost i potencijalnu struju. Očigledno, uređaji koji mogu lako proizvesti takve efekte postaju glavne komponente fotoelektričnih senzora, kao što su fotootpornici. Na ovaj način znamo da je glavni tok rada fotoelektričnog senzora primanje odgovarajućeg svjetlosnog zračenja, preko uređaja poput fotootpornika koji pretvaraju svjetlosnu energiju u električnu energiju, a zatim se kroz proces pojačanja i uklanjanja šuma dobija željeni izlazni električni signal. Ovdje izlazni signal i originalni svjetlosni signal imaju određeni odnos, obično blizak linearnom odnosu, tako da proračun originalnog svjetlosnog signala nije mnogo kompliciran. Ostali fizički senzori su analogni fotoelektričnim senzorima.
Raspon primjene fizičkih senzora je vrlo širok, gledamo samo sa biomedicinske točke gledišta da vidimo primjenu fizičkih senzora, a onda nije teško spekulirati da fizički senzori u drugim aspektima također imaju važne primjene.
Na primjer, mjerenje krvnog tlaka jedno je od najrutinijih medicinskih mjerenja. Naša uobičajena mjerenja krvnog tlaka su indirektna mjerenja, gdje se za mjerenje krvnog tlaka u venama koristi odnos između protoka krvi i tlaka koji detektuje površina tijela. Pretvarač koji se koristi za mjerenje krvnog tlaka obično se sastoji od elastične dijafragme, koja pretvara signal pritiska u deformaciju dijafragme, koja se zatim pretvara u električni signal na osnovu naprezanja ili pomaka dijafragme. Na vrhuncu električnog signala možemo detektovati sistolni pritisak, nakon prolaska kroz inverter i vršni detektor možemo dobiti dijastolni pritisak, a preko integratora možemo dobiti srednji pritisak.
Pogledajmo tehniku respirometrije. Respiratorna mjerenja su važna osnova za kliničku dijagnozu plućne funkcije i bitna su kako u operaciji tako iu praćenju pacijenata. Na primjer, kada se koristi senzor tipa termistor- koji se koristi za mjerenje brzine disanja, otpornik senzora je montiran na vanjskoj strani prednjeg kraja kopče, koja je pričvršćena za nos, a brzinu disanja, kao i stanje toplog zraka, termistor može izmjeriti kada protok respiratornog zraka struji preko površine termostata.
Zatim postoji najčešći proces mjerenja temperature površine tijela, koji izgleda lako, ali ima složen mehanizam mjerenja. Temperatura površine tijela određena je brojnim faktorima, uključujući lokalni protok krvi, toplinsku provodljivost osnovnih tkiva i disipaciju topline iz epiderme, tako da mjerenje temperature kože uzima u obzir brojne utjecaje. Senzori tipa termoelementa se češće koriste za mjerenje temperature, obično senzori termoelementa sa šipkama i senzori sa tankim filmom. Budući da je veličina termoelementa vrlo mala, tačnost može biti veća od mikronskog nivoa, tako da može biti preciznije izmjeriti temperaturu u određenoj tački, zajedno sa kasnijom analizom statistike, može proizvesti sveobuhvatnije rezultate analize. Ovo je tradicionalni živin termometar koji se ne može porediti, ali takođe pokazuje da primena novih tehnologija za razvoj nauke donosi široke perspektive.
Iz gornjeg uvoda se može vidjeti, samo u biomedicinskim aspektima, fizički senzori imaju različite primjene. Smjer razvoja senzora je multifunkcionalni, slikovni{1}}bazirani i inteligentni senzori. Senzorsko mjerenje kao važno sredstvo za prikupljanje podataka, industrijska proizvodnja, pa čak i obiteljski život je bitan uređaj, a fizički senzori i najčešća porodica senzora, fleksibilna upotreba fizičkih senzora će sigurno moći stvoriti više proizvoda, bolje koristi.