Anturi | Anturityypit
Oletetaan mittausjärjestelmä. Se koostuu syötevälineestä, joka havaitsee ympäristön tai ympäröivän alueen tuottaa tuloksen, signaalinkäsittelylohkosta, joka käsittelee signaalin syötevälineeltä, ja tulostevälineestä, joka esittää signaalin ihmiselle tai koneoperaattorille helpommin luettavassa ja käytettävässä muodossa.
Ensimmäinen vaihe on syöteväline, jota pääasiassa käsitellään tässä luvussa.
Anturi
Anturi on laite, joka reagoi fysikaalisten ilmiöiden tai ympäristömuuttujien kuten lämpö, paine, kosteus, liike jne. muutoksiin. Tämä muutos vaikuttaa anturin fysikaalisiin, kemiallisiin tai sähkömagneettisiin ominaisuuksiin, jotka edelleen käsitellään helpommin käytettävään ja luettavaan muotoon. Anturi on mittausjärjestelmän sydän. Se on ensimmäinen elementti, joka tulee kosketuksi ympäristömuuttujien kanssa tuottaakseen tuloksen.
Anturin tuottama signaali on vastaava kuin mittaamalla oleva määrä. Antureita käytetään mittaamaan tiettyä ominaisuutta mikä tahansa objektista tai laitteesta. Esimerkiksi termopari, termopari havaitsee lämpöenergian (lämpötilan) yhdessä sen liitoksessa ja tuottaa vastaavan jännitteen, joka voidaan mitata volttimetrilla.
Kaikki anturit on kalibroitu jonkin viitetiedon tai standardin suhteen tarkkaa mittaa varten. Alla on termoparin kuva.
Huomioi, että transduktori ja anturi eivät ole samoja. Edellä mainitussa termoparin esimerkissä termopari toimii transduktorina, mutta lisäkomponentit kuten volttimetri, näyttö yms. yhdessä muodostavat lämpötila-anturin.
Näin ollen transduktori vain muuttaa energiaa yhdestä muodosta toiseen, ja kaikki muu työ tehdään kytkettyjen lisäpiirien avulla. Koko laite muodostaa anturin. Anturit ja transduktorit ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa.
Anturien ominaisuudet
Hyvä anturi pitäisi olla seuraavilla ominaisuuksilla
Korkea herkkyys: Herkkyys ilmaisee, kuinka paljon laitteen tulostus muuttuu yhden yksikön muutoksen myötä syötteessä (mittaamalla oleva määrä). Esimerkiksi lämpötila-anturin jännite muuttuu 1mV:llä joka 1oC:n muutoksessa lämpötilassa, niin anturin herkkyys on 1mV/oC.
Lineaarisuus: Tulosten pitäisi muuttua lineaarisesti syötteiden myötä.
Korkea resoluutio: Resoluutio on pienin syötteessä tapahtuva muutos, jota laite voi havaita.
Vähän häiriöitä ja melua.
Vähän energian kulutusta.
Anturityypit
Anturit luokitellaan niiden mittaaman määrän luonnon mukaan. Seuraavat ovat anturityyppejä joillakin esimerkeillä.
Anturien luokittelu
Mittaaman määrän perusteella
Lämpötila: Vastuslämpömittari (RTD), Termistori, Termopari
Paine: Bourdon-rumpu, manometri, diafragma, painemittari
Voima/tormentti: Jännitysmittri, lastisolu
Nopeus/ sijainti: Takymetri, enkooderi, LVDT
Valo: Valosäädin, Valoaltistuskykyinen vastus
Ja niin edelleen.
(2) Aktiiviset ja passiiviset anturit: Anturit luokitellaan aktiivisiksi ja passiivisiksi energian tarpeen perusteella. Aktiiviset anturit eivät vaadi ulkoista voimalähdettä toimintaansa. Ne tuottavat itsensä toimintavaltaa varten ja siksi ne kutsutaan itsegeneroivaksi tyypiksi. Toiminnan energia on peräisin mittaamasta määrästä. Esimerkiksi piezoelektrinen kristalli tuottaa sähköisen tulosteen (varauksen) kun sitä aiheutetaan kiihtyvyyteen.
Passiiviset anturit vaativat ulkoista voimalähdettä toimintaansa. Useimmat vastus-, induktanssi- ja kapasitanssi-anturit ovat passiivisia (juuri kuten vastukset, induktorit ja kapasitorit kutsutaan passiivisiksi laitteiksi).
(3) Analogiset ja digitaaliset anturit: Analoginen anturi muuttaa mittaaman fysikaalisen määrän analogiseen muotoon (jatkuva ajassa). Termopari, RTD, Jännitysmittri kutsutaan analogisiksi antureiksi. Digitaalinen anturi tuottaa pulssimuotoisen tulosteen. Enkooderit ovat esimerkkejä digitaalisista antureista.
(4) Inversiot anturit: Jotkut anturit kykenevät havaitsemaan fysikaalista määrää muuttaakseen sen muulle muodolle ja myös havaitsemaan tulostemuodon saadakseen määrän alkuperäisessä muodossa. Esimerkiksi piezoelektrinen kristalli, joka aiheutetaan vibraatiolla, tuottaa jännitteen. Samalla kun piezo-kristalli aiheutetaan vaihtelevalla jännitteellä, se alkaa vibroida. Tämä ominaisuus tekee niistä sopivia mikrofonien ja kaiuttimien käyttöön.
Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoa, jos on rikkominen niin ota yhteyttä poistamista varten.
