Parte di UNO
1. Il rilevamento avviene tramite un certo metodo fisico, distinguendo il numero di parametri misurati che appartengono a un determinato intervallo, al fine di determinare se i parametri misurati sono conformi o se il numero di parametri esiste. Il processo consiste nel confrontare la quantità incognita misurata con una quantità standard della stessa natura, determinando il multiplo della quantità standard misurata dal team di misurazione ed esprimendo tale multiplo numericamente.
Nel campo dell'automazione e del rilevamento, il compito del rilevamento non si limita all'ispezione e alla misurazione di prodotti finiti o semilavorati, ma include anche l'ispezione, la supervisione e il controllo di un processo produttivo o di un oggetto in movimento, al fine di garantirne le condizioni ottimali selezionate dall'uomo. A tal fine, è necessario rilevare e misurare in qualsiasi momento le dimensioni e le variazioni di diversi parametri. Questa tecnologia di rilevamento e misurazione in tempo reale di processi produttivi e oggetti in movimento è anche detta tecnologia di ispezione ingegneristica.
Esistono due tipi di misurazione: la misurazione diretta e la misurazione indiretta.
La misurazione diretta consiste nel misurare il valore misurato dal contatore senza alcun calcolo, come ad esempio: usare un termometro per misurare la temperatura, usare un multimetro per misurare la tensione.
La misurazione indiretta consiste nel misurare diverse grandezze fisiche correlate tra loro e nel calcolare il valore misurato attraverso la relazione funzionale. Ad esempio, la potenza P è correlata alla tensione V e alla corrente I, ovvero P=VI, e la potenza viene calcolata misurando la tensione e la corrente.
La misurazione diretta è semplice e pratica, ed è spesso utilizzata nella pratica. Tuttavia, nei casi in cui la misurazione diretta non è possibile, risulta scomoda o comporta un errore elevato, si può ricorrere alla misurazione indiretta.
Il concetto di sensore fotoelettrico e sensore
La funzione del sensore è quella di convertire una grandezza non elettrica in una grandezza elettrica con cui esiste una relazione di corrispondenza definita, fungendo essenzialmente da interfaccia tra il sistema di grandezze non elettriche e quello di grandezze elettriche. Nel processo di rilevamento e controllo, il sensore è un dispositivo di conversione essenziale. Dal punto di vista energetico, i sensori possono essere suddivisi in due tipi: il sensore di controllo energetico, noto anche come sensore attivo; e il sensore di conversione energetica, noto anche come sensore passivo. Il sensore di controllo energetico converte le variazioni misurate in variazioni di parametri elettrici (come resistenza, capacità). Questo tipo di sensore necessita di un'alimentazione esterna per convertire le variazioni dei parametri misurati in variazioni di tensione e corrente. Il sensore di conversione energetica, invece, converte direttamente le variazioni misurate in variazioni di tensione e corrente, senza bisogno di una fonte di alimentazione esterna.
In molti casi, la grandezza non elettrica da misurare non è del tipo che il sensore può convertire, il che richiede l'aggiunta di un dispositivo o di un componente a monte del sensore in grado di convertire la grandezza non elettrica misurata in una grandezza non elettrica che il sensore può ricevere e convertire. Il componente o il dispositivo in grado di convertire la grandezza non elettrica misurata in energia elettrica utilizzabile è un sensore. Ad esempio, quando si misura la tensione con un estensimetro a resistenza, è necessario collegare l'estensimetro a un elemento elastico sottoposto a pressione. L'elemento elastico converte la pressione in una forza di deformazione e l'estensimetro converte la forza di deformazione in una variazione di resistenza. In questo caso, l'estensimetro funge da sensore e l'elemento elastico da sensore. Entrambi i componenti possono convertire la grandezza non elettrica misurata in qualsiasi momento, ma il sensore la converte in energia elettrica utilizzabile, mentre l'estensimetro la converte in energia elettrica utilizzabile.
2, sensore fotoelettricoSi basa sull'effetto fotoelettrico, convertendo il segnale luminoso in un segnale elettrico, ed è ampiamente utilizzato nel controllo automatico, nell'industria aerospaziale, radiotelevisiva e in altri settori.
I sensori fotoelettrici comprendono principalmente fotodiodi, fototransistor, fotoresistori Cd, fotoaccoppiatori, sensori fotoelettrici a base di carbonio, fotocellule e sensori di immagine. Una tabella delle principali tipologie è mostrata nella figura sottostante. Nell'applicazione pratica, è necessario selezionare il sensore appropriato per ottenere l'effetto desiderato. Il principio generale di selezione è il seguente:rilevamento fotoelettrico ad alta velocitàcircuito, ampio intervallo di misuratore di illuminamento, sensore laser ad altissima velocità dovrebbe scegliere fotodiodo; il semplice sensore fotoelettrico a impulsi di diverse migliaia di Hertz e l'interruttore fotoelettrico a impulsi a bassa velocità nel circuito semplice dovrebbero scegliere fototransistor; sebbene la velocità di risposta sia lenta, il sensore a ponte di resistenza con buone prestazioni e il sensore fotoelettrico con proprietà di resistenza, il sensore fotoelettrico nel circuito di illuminazione automatica del lampione stradale e la resistenza variabile che cambia proporzionalmente con l'intensità della luce dovrebbero scegliere elementi fotosensibili Cds e Pbs; encoder rotativi, sensori di velocità e sensori laser ad altissima velocità dovrebbero essere sensori fotoelettrici integrati.
Esempio di sensore fotoelettrico
giunzione PNFotodiodo PN(Si, Ge, GaAs)
Fotodiodo PIN (materiale al silicio)
Fotodiodo a valanga(Si, Ge)
Fototransistor (tubo fotoDarlington) (materiale al silicio)
Sensore fotoelettrico e tiristore fotoelettrico integrati (materiale Si)
Fotocellula a giunzione non pn (materiale a base di CdS, CdSe, Se, PbS)
Componenti termoelettrici (materiali utilizzati (PZT, LiTaO3, PbTiO3)
Tubo elettronico, tubo fotografico, tubo per fotocamera, tubo fotomoltiplicatore
Altri sensori sensibili al colore (materiali Si, α-Si)
Sensore di immagine solido (materiale Si, tipo CCD, tipo MOS, tipo CPD)
Elemento di rilevamento della posizione (PSD) (materiale Si)
Fotocellula (fotodiodo) (materiale in silicio)
Data di pubblicazione: 18 luglio 2023