در فرآیندهای تولید اتوماسیون صنعتی مدرن، سنسورها نقش بسیار مهمی دارند.
سنسور یک ابزار تشخیص است که قادر به درک اطلاعات اندازه گیری شده است. این اطلاعات درک شده را طبق اصول خاص به سیگنال های الکتریکی یا سایر اشکال خروجی مورد نیاز تبدیل می کند که الزامات مربوط به انتقال اطلاعات، پردازش، ذخیره سازی، نمایش، ضبط و کنترل را برآورده می کند. حسگرها به نظارت، تجزیه و تحلیل، اندازه‌گیری و پردازش تغییرات مختلف مانند تغییر موقعیت، طول، ارتفاع، شرایط خارجی و ناهماهنگی‌هایی که در محیط‌های تولید صنعتی رخ می‌دهند کمک می‌کنند.
بنابراین، چه نوع سنسورهایی معمولاً در اتوماسیون صنعتی مورد نیاز هستند؟
I. سنسورهای دما و رطوبت
حسگرهای دما و رطوبت از عناصر حساس و حساس به رطوبت برای اندازه‌گیری دما و رطوبت استفاده می‌کنند. پس از جمع آوری این سیگنال ها، آنها تحت پردازش مداری شامل تثبیت ولتاژ، فیلتر کردن، تقویت عملیاتی، تصحیح غیرخطی، تبدیل V/I، تنظیم جریان ثابت و حفاظت معکوس قرار می گیرند. این منجر به خروجی جریان یا ولتاژ خطی متناسب با دما و رطوبت می شود. از طرف دیگر، آنها می توانند مستقیماً از طریق رابط هایی مانند RS-485 یا RS-232 از طریق یک تراشه کنترل اصلی خروجی بگیرند.
II. سنسور فوتوالکتریک
سنسور فوتوالکتریک وسیله ای است که سیگنال های نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. عملکرد آن بر اساس اثر فوتوالکتریک است، که پدیده‌ای را توصیف می‌کند که در آن الکترون‌ها در مواد خاصی انرژی فوتون‌ها را از نور فرودی جذب می‌کنند و در نتیجه اثرات الکتریکی متناظر را ایجاد می‌کنند. آنها می‌توانند کمیت‌های فیزیکی غیرالکتریکی را که مستقیماً باعث تغییر در شدت نور می‌شوند، مانند شدت نور، روشنایی، اندازه‌گیری دمای رادیومتری و تجزیه و تحلیل ترکیب گاز، شناسایی کنند. آنها همچنین می‌توانند سایر کمیت‌های غیر الکتریکی قابل تبدیل به تغییرات شدت نور، از جمله قطر قطعه، زبری سطح، کرنش، جابجایی، ارتعاش، سرعت، شتاب، و همچنین شکل جسم و شناسایی وضعیت عملیاتی را شناسایی کنند.
III. سنسورهای فشار
سنسورهای فشار دستگاه هایی هستند که معمولاً در عمل صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها سیگنال های فشار را تشخیص داده و طبق اصول خاص آنها را به سیگنال های خروجی الکتریکی قابل استفاده تبدیل می کنند. آنها به طور گسترده در نیروگاه های آبی، حمل و نقل ریلی، ساختمان های هوشمند، اتوماسیون تولید، هوافضا، نظامی، پتروشیمی، چاه های نفت، تولید برق، کشتی های دریایی، ماشین آلات، خطوط لوله و سایر صنایع استفاده می شوند.
IV. سنسور اثر هال
سنسور اثر هال یک حسگر میدان مغناطیسی مبتنی بر اثر هال است که به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی، فناوری تشخیص و پردازش اطلاعات کاربرد دارد. اثر هال به عنوان یک روش اساسی برای مطالعه خواص مواد نیمه هادی عمل می کند. ضریب هال اندازه گیری شده از طریق آزمایش اثر هال، تعیین پارامترهای حیاتی مانند نوع هدایت نیمه هادی، غلظت حامل و تحرک حامل را امکان پذیر می کند.
V. حسگرهای مجاورتی
حسگرهای مجاورت یک اصطلاح کلی برای حسگرهایی هستند که جایگزین روش‌های تشخیص مبتنی بر تماس{0}}مانند سوئیچ‌های محدود می‌شوند و امکان تشخیص بدون تماس فیزیکی با شی مورد نظر را فراهم می‌کنند. آنها اطلاعات حرکت و حضور هدف را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. حسگر مجاورت وسیله ای است که می تواند نزدیک شدن به یک جسم را تشخیص دهد. از ویژگی های حساس سنسورهای جابجایی برای تشخیص اشیاء نزدیک و خروجی سیگنال های سوئیچ مربوطه استفاده می کند. بنابراین سنسورهای مجاورتی به عنوان سوئیچ مجاورتی نیز شناخته می شوند.
VI. سنسورهای MEMS (سیستم های میکروالکترومکانیکی)
حسگرهای MEMS یا سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، یک زمینه تحقیقاتی بین‌رشته‌ای پیشرفته را نشان می‌دهند که از فناوری میکروالکترونیک توسعه یافته است. آنها الکترونیک، مکانیک، علم مواد، فیزیک، شیمی، زیست شناسی و پزشکی را ادغام می کنند. در حال حاضر، حسگرهای MEMS کاربردهای گسترده‌ای در ماهواره‌های فضایی، وسایل نقلیه پرتاب، تجهیزات هوافضا، هواپیما، خودروها، دستگاه‌های زیست پزشکی و لوازم الکترونیکی مصرفی پیدا می‌کنند.
VII. سنسورهای گشتاور
سنسورهای گشتاور که به نام‌های مبدل گشتاور، گشتاورسنج یا گیج گشتاور نیز شناخته می‌شوند، از فناوری اندازه‌گیری الکتریکی کرنش سنج استفاده می‌کنند. یک پل کرنش بر روی یک محور الاستیک تشکیل شده است. اعمال نیرو به این پل یک سیگنال الکتریکی متناسب با نیروی پیچشی اعمال شده به شفت تولید می کند. این حسگرها با تشخیص گشتاور پیچشی بر روی اجزای مکانیکی دوار یا غیر چرخنده مختلف، گشتاور، سرعت چرخش و توان مکانیکی را به دقت اندازه‌گیری می‌کنند.
هشتم. سنسورهای فیبر نوری
حسگرهای فیبر نوری حالت یک جسم اندازه گیری شده را به سیگنال های نوری قابل اندازه گیری تبدیل می کنند. اصل کار شامل هدایت یک پرتو نور از یک منبع نور از طریق یک فیبر نوری به یک مدولاتور است. در مدولاتور، برهمکنش با پارامتر اندازه‌گیری شده خارجی، ویژگی‌های نوری نور را تغییر می‌دهد-مانند شدت، طول موج، فرکانس، فاز یا حالت پلاریزاسیون-که یک سیگنال نوری مدوله‌شده ایجاد می‌کند. سپس این سیگنال از طریق فیبر نوری به یک دستگاه اپتوالکترونیکی منتقل می شود، جایی که یک دمدولاتور پارامتر اندازه گیری شده را استخراج می کند.
IX سنسور جابجایی
این دستگاه خطی حسگر فلزی که به عنوان حسگر خطی نیز شناخته می‌شود، مقادیر فیزیکی مختلف را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. کاربردهای آن گسترده است و معمولاً در اتوماسیون صنعتی، ساخت و ساز، پل ها و زمینه های مشابه استفاده می شود.
X. حسگرهای مغناطیسی
مواد مغناطیسی هنگامی که در معرض محرک های خارجی مانند گرما، نور، فشار یا تشعشع قرار می گیرند، خواص مغناطیسی تغییر یافته ای از خود نشان می دهند. این ویژگی ها امکان ایجاد حسگرهای بسیار قابل اعتماد و حساس را فراهم می کند. چنین حسگرهایی از مواد مغناطیسی به عنوان عناصر حسگر خود استفاده می کنند، از این رو "حسگرهای مغناطیسی" نامیده می شوند.