TRASDUTTORI E SENSORI
TRASDUTTORE
Dispositivo fisico che è stato progettato per trasformare grandezze
appartenenti ad un certo sistema energetico in grandezze equivalenti
(proporzionali) appartenenti ad un diverso sistema energetico (di
solito più conveniente per gli usi successivi).
SENSORE
Sistema che comprende un trasduttore più eventuali sistemi ausiliari
per il trattamento dell’informazione generata, utilizzato per sentire le
condizioni operative della macchina. Esso trasforma una grandezza
fisica in un’altra equivalente, di solito appartenente al dominio fisico
dell’unità di governo (elettrico, pneumatico, idraulico) che deve poi
elaborarne il contenuto informativo.
FUNZIONE DEI SENSORI NELLE MACCHINE
AUTOMATICHE
• GENERARE INFORMAZIONI RELATIVE ALL’ EVOLUZIONE INTERNA
DELLA MACCHINA AUTOMATICA E DEL CONTESTO IN CUI LA
MACCHINA È INSERITA, ALLO SCOPO DI CONSENTIRE IL CONTROLLO
DELLA SEQUENZA OPERATIVA DELLA MACCHINA IN TUTTE LE
SITUAZIONI PREVISTE.
VALUTARE I RISULTATI QUALITATIVI E QUANTITATIVI DEL PROCESSO
PRODUTTIVO
CONTROLLARE LE INTERAZIONI DELLA MACCHINA CON L’UOMO,
CON LE ALTRE MACCHINE E CON L’AMBIENTE CIRCOSTANTE.
IDENTIFICARE EVENTUALI SITUAZIONI DI ANOMALIA
FUNZIONALE O PERICOLO
STRUTTURA GENERICA DI UN SENSORE
GRANDEZZA FISICA
OSSERVATA, VARIABILE
CON LEGGE QUALSIASI
SENSORE
FLUSSO
ENERGETICO
IN INGRESSO,
COSTANTE O
VARIABILE CON
LEGGE
CONTROLLATA
(ALIMENTAZIONE)
SEGNALE DI USCITA,
OTTENUTO ATTRAVERSO LA
MODULAZIONE DEL FLUSSO
ENERGETICO DI INGRESSO
AD OPERA DI VARIAZIONI
DELLA GRANDEZZA FISICA
OSSERVATA
SCHEMA A BLOCCHI DELLA STRUTTURA GENERICA DI UN
SENSORE
TRASDUTTORE
BLOCCO DI
ALIMENTAZIONE
AMPLIFICAZIONE
CONDIZIONAMENTO
SEGNALE
Componenti di un sensore
ALIMENTATORE
Dispositivo atto a regolare e distribuire il flusso energetico
necessario al funzionamento delle altre parti del sensore
TRASDUTTORE
Organo in grado di modulare una grandezza fisica di uscita in
funzione della variazioni di una grandezza fisica in ingresso, ad essa
normalmente non omogenea
AMPLIFICATORE
Organo in grado di modificare il livello energetico associato ad un
segnale, modificando i parametri della grandezza fisica cui il segnale
stesso è associato
CONDIZIONATORE DI SEGNALE
Organo in grado trasformare il segnale, modificandone il contenuto
informativo associato (riduzione) e la forma di rappresentazione
– Campionamento
– Discretizzazione
– Codifica
CONDIZIONAMENTO DEL SEGNALE
S
Dt= intervallo di campionamento
111
110
7
Ds= intervallo di quantizzazione
6
SEGNALE DISCRETO
SEGNALE CAMPIONATO E
QUANTIZZATO
La transizione fra i due valori avviene in
corrispondenza del raggiungimento di
valori quantizzati
da parte della variabile
SEGNALE CODIFICATO:
Ad ogni VALORE DISCRETO e’
associato un valore espresso in
un CODICE BINARIO
t
CARATTERISTICHE DEI SENSORI
CAMPO DI FUNZIONAMENTO: è l’intervallo entro il quale possono variare le grandezze ad
esso associato senza comprometterne il regolare funzionamento
POTERE RISOLUTIVO: se il segnale in entrata assume un valore pari ad un valore
quantizzato, rappresenta la minima variazione della grandezza in entrata a cui corrisponde
un cambiamento di stato logico in uscita
PRECISIONE: capacità di riprodurre in uscita valori simili tra loro, ad ingresso costante, in un
esperimento di molte misure consecutive
ACCURATEZZA Conformità dei valori misurati ad un determinato riferimento.
SENSIBILITA’: Rapporto tra la variazione della grandezza in uscita e variazione della
grandezza in ingresso.
OFFSET INIZIALE: eventuale errore in uscita in assenza di segnale di entrata
ISTERESI: tendenza a dare valori diversi dell’uscita a seconda che la grandezza in
ingresso stia crescendo oppure diminuendo.
TEMPO DI RISPOSTA: in seguito ad una variazione a gradino dell’entrata, tempo
necessario affinchè l’uscita assuma un valore pari al 90% al nuovo valore di ingresso
SOVRACCARICO: massimo valore dell’ingresso oltre il normale campo di funzionamento
sopportabile dal trasduttore senza subire danneggiamento
VITA: tempo espresso in ore o numero di cicli sopportabili dal sensore prima del suo
definitivo collasso.
CARATTERISTICHE DEI SENSORI
PRECISIONE
CAPACITÀ DI RIPRODURRE IN USCITA VALORI
SIMILI TRA LORO, AD INGRESSO COSTANTE, IN UN
ESPERIMENTO DI MOLTE MISURE CONSECUTIVE.
MOLTO PRECISO E POCO ACCURATO
CARATTERISTICHE DEI SENSORI
POCO PRECISO E
POCO ACCURATO
MOLTO PRECISO E
POCO ACCURATO
ACCURATEZZA
Conformità dei valori misurati ad un
determinato riferimento.
MOLTO PRECISO E MOLTO ACCURATO