Anturit

Mikä on anturi?

Anturia voidaan pitää tekniikan keinotekoisena aistielimenä. Anturin avulla järjestelmä havaitsee ympäristönsä tai kerää tietoa, jota voidaan käyttää toimintojen ohjaamiseen. Useimmat anturit ovat joko elektronisia tai mekaanisia, ja ne tarjoavat kiinteän ulostulon tietyn tulon perusteella.

Mitä anturilla voi mitata?

Luonnollisesti erilaisia antureita on olemassa eri sovelluksiin. Tässä on lyhyt luettelo määristä, joita voit mitata antureilla:

• Säteily
• Lämpötila
• Kaasut (kuten kosteus tai CO2)
• Paine
• Magnetismi
• Taso (kuten vesitaso säiliössä)
• Liike
• Läheisyys
• Valo/UV/infrapuna/värit
• Ääni
• Etäisyys
• Paino/voima
• Suunta/suunta
• Nykyinen

Mitä minun tulee ottaa huomioon valittaessa anturia?

Jännite

Anturia valittaessa on tärkeää tietää jännite, jolla anturi toimii. Liian korkea jännite tuhoaa anturin ja liian matala jännite saa sen toimimaan väärin tai ei ollenkaan. Tämä vaikuttaa vähemmän mekaanisiin antureihin.

Lähtötyyppi

Kaikilla antureilla on yksi tai useampi ulostulo. Lähtö lähettää mittausarvon anturilta. Tämän signaalin luonne riippuu anturin lähdön tyypistä.

• Digitaalinen lähtö: Digitaalisella lähdöllä varustettu anturi lähettää loogisen arvon 0 tai 1. Tämä tarkoittaa, että signaali on joko '1' tai ei '0'. Osavaltioita on siis kaksi. Digitaalilähtö soveltuu erittäin hyvin kohteen läsnäolon tai poissaolon havaitsemiseen tai sen määrittämiseen, onko tietty esiasetettu raja saavutettu. Lisäksi digitaalinen signaali voi myös välittää numeroita tai kokonaisia rekistereitä määritellyn tietoliikenneprotokollan, kuten I2C tai SPI, kautta.
• Analoginen lähtö: Analogisella lähdöllä varustettu anturi antaa tietyn analogisen arvon (virta, jännite tai vastus) tallennetun tulon perusteella. Esimerkiksi lämpötilan mittauksessa lähtö voi näyttää arvon 27°C, mutta myös 50°C tai 100°C. Analogisen lähdön etuna on, että se voidaan liittää suoraan toimilaitteeseen, kuten äänianturi LEDiin (VU-mittari). Saatavilla on myös ADC (analogi-digitaali) -muuntimia analogisen signaalin digitaaliseksi tekemiseksi.
• PNP tai NPN: Antureissa, joissa on PNP- tai NPN-kytkentälähtö, on vähintään kolme liitäntäjohtoa. '+' on ruskea johto (nasta 1), '-' on sininen johto (nasta 3) ja kytkentäjohto on musta johto (nasta 4). PNP-kytkentälähdöllä kuorma vaihdetaan kytkentäjohtimen ja '-':n välillä. NPN-kytkentälähdöllä kuorma vaihdetaan kytkentäjohtimen ja '+':n välillä.
• PushPull-kytkinlähtö: Tätä lähtöä käytetään, kun sekä NPN että PNP vaaditaan. Tietyn arvon ylittävä jännite saa NPN:n vaihtumaan, kun taas pienempi arvo aiheuttaa PNP:n vaihdon.
• Normaalisti auki / normaalisti kiinni: Lisäksi lähtö voi olla normaalisti auki (NO) tai normaalisti suljettu (NC). Normaalisti avoimessa lähdössä anturi antaa '0'-signaalin ennen kytkentää ja '1'-signaalin kytkennän jälkeen. Normaalisti suljetussa koskettimessa tämä on päinvastainen: '1'-signaali ennen kytkentää ja '0'-signaali kytkennän jälkeen.

Mittausalue

On tärkeää tietää, että anturilla on tietty mittausalue. Tämä alue on selkeästi merkitty jokaiselle anturille. Jos etäisyys on 5–250 mm, anturi voi mitata vain näillä etäisyyksillä. Mikä tahansa tämän alueen ulkopuolella oleva etäisyys joko ei tuota tulosta tai sitä ei ole määritetty. Nämä etäisyydet vaihtelevat anturista toiseen.

Resoluutio

Tarkkuudella tarkoitamme "pienintä mahdollista muutosta, jonka anturi voi havaita". Paikannuslaserille tämä olisi sijainnin siirtymä tai poikkeama. Usein korkeampi resoluutio liittyy kalliimpaan anturiin ja/tai hitaampaan lukuaikaan, joten älä heti valitse korkeinta saatavilla olevaa resoluutiota.

Kuinka luotettava anturi on?

Yleensä anturit ovat erittäin luotettavia, jos pysyt niiden määritysten sisällä. On erittäin tärkeää valita sovellukseen sopiva anturi ja ottaa huomioon sen ominaisuudet. Esimerkiksi matalaresoluutioinen anturi ei ole luotettava esineiden paikantamiseen piirilevylle, mutta se on riittävän luotettava vähemmän tarkkoihin töihin, kuten esteiden välttämiseen robotin avulla.

Miten huoltat anturia?

Huolto vaihtelee anturityypin mukaan. Mekaaniset anturit vaativat usein enemmän huoltoa kuin elektroniset anturit. Joskus on tarpeen puhdistaa anturi tai vaihtaa komponentteja, kuten linssejä tai suodattimia. Teollisissa olosuhteissa käytettäville antureille suositellaan säännöllistä tarkastusta ja kalibrointia luotettavan toiminnan varmistamiseksi.

Kuinka voin kalibroida anturin?

Kalibrointi on ratkaisevan tärkeää anturin tarkkuuden varmistamiseksi. Prosessi riippuu anturin tyypistä, mutta yleensä siihen kuuluu anturin ulostulon vertaaminen tunnettuun standardiarvoon. Tämän vertailun perusteella säätöjä tehdään tarpeen mukaan. Monissa antureissa on sisäänrakennetut kalibrointimenettelyt, mutta jotkut vaativat ulkoisia laitteita.