štvrtok , november 15 2018
Domov / Tvoje vedomosti / Senzory a identifikácia / Senzory / Úvodné informácie a delenie snímačov

Úvodné informácie a delenie snímačov

Snímače či senzory sú neoddeliteľnou súčasťou automatizácie. Ak sa pozrieme do akejkoľvek fabriky či na akýkoľvek stroj, nájdeme tam určite veľké množstvo rôznych snímačov. Daný článok má čitateľovi poskytnúť základné informácie o tom, čo je to vôbec snímač a uviesť základné rozdelenie či už podľa aplikovateľnosti, ale taktiež podľa fyzikálnych princípov na základoch ktorých sú dané snímače postavené.

balluff_senzors_uvod

Obrázok č.1 (zdroj: www.balluff.sk)

Úlohou snímača (obrázok č. 2) je prevod fyzikálnej meranej veličiny (snímaná veličina) na inú fyzikálnu veličinu. Najčastejšie však hovoríme o prevode vstupnej fyzikálnej veličiny na výstupný elektrický signál. Existujú však samozrejme snímače založené výlučne na mechanickom, pneumatickom, hydraulickom či inom fyzikálnom princípe. Takýmto spôsobom vieme napríklad zistiť teplotu materiálov, zistiť prítomnosť súčiastky na definovanom mieste, odmerať hladinu kvapaliny v nádobe, zistiť rýchlosť pohybujúceho sa telesa  a množstvo iných aplikácii.

Ak si teda zhrnieme predošlé tvrdenia tak: Snímač má za úlohu previesť fyzikálnu meranú veličinu na užívateľom porozumiteľnú a potrebnú informáciu. Pri meraní teploty teda užívateľ vidí číslo predstavujúce teplotu, výstupom snímača prítomnosti súčiastky je zasvietenie LED diódy na snímači či digitálna informácia pre ďalšie potreby spracovania informácie a množstvo iných príkladov.

základný princíp senzorov

Obrázok č.2 -základný princíp snímača

Pozrime sa na nasledujúce video, ktoré nám ponúka ukážku využitia snímačov v praxi, a teda konkrétne v priemysle vo výrobnej linke. Ide o vysoko aktuálne video spoločnosti SICK, ktoré vo videu predstavuje snímače vhodné pre tzv Industry 4.0 (Novú priemyselnú revolúciu).

 

V súčasnosti sa snímače používajú prakticky vo všetkých druhoch priemyselných výrobkov a systémov.

Uveďme si niekoľko príkladov:

  •  spotrebná elektronika,
  •  výrobky pre domácnosť,
  •  dopravné prostriedky, automobily,
  •  spracovateľský priemysel,
  •  priemyselná výroba,
  •  poľnohospodárstvo a potravinárstvo,
  •  lekárske prístroje a mnoho ďalších oblastí, v ktorých zavedenie snímačov dramaticky zvýšilo úžitkovú hodnotu prístrojov, zariadení a výrobkov.

Základné skupiny snímačov:

Rozdelenie podľa potreby energie snímačov:

  • Aktívne (generátorové)

Pôsobením neelektrickej veličiny – snímač ako zdroj el. energie (napätie, prúd, el. náboj). Nepotrebujú pomocný napájací zdroj.

  1. Odporové,
  2. Kapacitné (meranie výšky hladiny),
  3. Indukčnostné (meranie posunutia),
  4. Optoelektronické.
  • Pasívne (parametrické)

Pôsobením neelektrickej veličiny – na snímači sa mení el. parameter (odpor, indukčnosť, kapacita, frekvencia, fáza apod.). Potrebujú pomocný napájací zdroj (U alebo I, = alebo ~)

  1. Optoelektronické.
  2. Termoelektrické,
  3. Piezoelektrické,
  4. Indukčné (meranie mechanických veličín),

Rozdelenie podľa výstupnej veličiny snímačov:

Pri danom rozdelení sledujeme predovšetkým tvar výstupného signálu snímača.

  • Analogové (spojité) snímače
  • digitálne (diskrétne) símače

 

V nasledujúcom zozname sa uvádzajú rôzne názvy snímačov, ktoré všetky slúžia na:

Merania rôznych geometrických veličín

  • snímač vzdialenosti meria dĺžku priamky medzi dvoma definovanými bodmi,
  • snímač polohy meria súradnice špecifikovaného bodu objektu v špecifikovanom vzťažnom systéme,
  • snímač posunutia meria zmenu polohy vo vzťahu k referenčnému bodu,
  • proximitný snímač a) zisťuje znamienko (kladné alebo záporné) lineárnej vzdialenosti medzi bodom objektu a pevným referenčným bodom,

príklady bezdotykových snímačov posunutia alebo vzdialenosti, ktoré sa používajú na malé vzdialenosti (až po nulu):

  • hladinomer meria vzdialenosť vrchu hladiny kvapaliny alebo sypkej látky v zásobníku vzhľadom k určenej vodorovnej referenčnej ploche,
  • uhlomer meria uhol natočenia vzhľadom k referenčnej polohe,
  • (angl.) encoder snímač posunutia (lineárny alebo uhlový) s digitálnym výstupom, môže byť inkrementálny alebo môže obsahovať kódovaciu šablónu (v praxi sa používa angl. názov encoder),
  • sklonomer meria uhol vzhľadom ku kolmici na zem,
  • tachometer meria obvodovú rýchlosť,
  • snímač vibrácií meria pohyb vibrujúceho objektu, vyjadrený ako posunutie, rýchlosť alebo zrýchlenie,
  • akcelerometer meria zrýchlenie.

Medzi snímače sily a príbuzných veličín patria:

  • snímač tlaku meria rozdiel tlaku vzhľadom k vákuu (absolútny tlak), k referenčnému tlaku, alebo k tlaku okolia (pretlak alebo podtlak),
  • snímač sily meria (normálovú a/alebo šmykovú) silu na aktívnom bode prevodníka,
  • snímač krút. momentu meria krútiaci moment,
  • silovo-momentový meria sily a momenty (najviac šesť zložiek),
  • tenzometer meria lineárne pomerné predĺženie (kladné alebo záporné) objektu, ktoré vyvolalo tlakové alebo ťahové namáhanie,
  • gyroskop je zariadenie na meranie uhlovej rýchlosti, založený na gyroskopickom jave, ktorý sa vyskytuje v prípade rotujúcich alebo vibrujúcich štruktúr
  • Hallov snímač meria magnetické pole, pričom využíva tzv. Hallov jav, nazvaný podľa amerického fyzika Edwina Halla (1855-1938).

Medzi hlavné charakteristiky snímačov patria:

  • citlivosť,
  • nelinearita a hysteréza,
  • rozlíšenie,
  • dovolená chyba,
  • posunutie nuly a drift,
  • šum,
  • doba odozvy,
  • frekvenčná charakteristika.

Pozri taktiež:

07 – Typy čítačiek kódov (Barcodov)

Ako sme si v predošlom príspevku uviedli, delenie čítačiek kódov je nasledovné: Laserové skenery/ čítačky, Vision/ …

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

X