EN
A szenzorok fizikai mennyiségeket alakítanak át mérhető jelekké. Megbízható működésük nem csupán a érzékelő elemen, hanem kulcsfontosságú kiegészítő elemeken is múlik, például a házakon, jelkondicionálókon, csatlakozókon és rögzítő szerelvényeken. Az alábbiakban öt fontos szenzortípust ismertetünk, beleértve működési elveiket és lényeges kiegészítő elemeiket.
1. Lineáris érzékelők (Potenciometrikus vagy magnetostrukturális)
Működési elv: A potenciometrikus lineáris érzékelők ellenállás-vezető pályát és csúszó érintkezőt (wiper) használnak. Amikor a csúszó érintkező lineárisan mozog, az ellenállás arányosan változik, és feszültségosztó kimenetet eredményez. A magnetostrukturális érzékelők hullámvezetőt és állandó mágnest tartalmaznak; egy elektromos impulzus alakít ki egy deformációs impulzust, amely a mágnes helyzetéről verődik vissza, és a visszaverődés idejének késése jelzi az elmozdulást.
Fő kiegészítő elemek: Időjárásálló házak (IP67), rúgvég-csatlakozók vagy gömbcsuklók mechanikai kapcsolódáshoz, árnyékolt kábelkészletek és jel-feldolgozó egységek, amelyek az ellenállást vagy időkésést 4–20 mA vagy 0–10 V kimeneti jellé alakítják.
2. Súlymérő érzékelők ( Tömegérzékelőktől – rugalmas alakváltozás-mérő típus)
Működési elv: A legtöbb terhelésmérő cella egy fém rugalmas elemet (pl. gerenda, S-alakú vagy palacsinta alakú) használ, amelyre négy nyúlásmérő bélyeg van felszerelve, és egy Wheatstone-híd kapcsolásban vannak összekötve. Amikor erő hat rá, az elem deformálódik, két bélyegen húzódás keletkezik (ellenállás növekedése), a másik kettőn pedig nyomás (ellenállás csökkenése). A híd millivoltos jelet ad ki, amely arányos a terheléssel.
Fő tartozékok: Rozsdamentes acélból vagy ötvözött acélból készült házak a korrózióvédelem érdekében, terhelő gombok és rögzítőlemezek, több cella összeadására szolgáló elosztódobozok, valamint precíziós erősítők (gerjesztő feszültség-szabályozással és hőmérséklet-kiegyenlítéssel).
3. LVDT (Lineáris változó differenciál transzformátor)
Működési elv: Az LVDT egy primer tekercsből és két szekunder tekercsből áll, amelyeket egy üreges csőre tekercselnek fel. Egy ferromágneses mag lineárisan mozog a cső belsejében. A primert váltakozó áramú jel (általában 1–10 kHz) gerjeszti. A két szekunder tekercs soros ellentétes kapcsolásban van; amikor a mag középen helyezkedik el, az indukált feszültségek kiegyenlítődnek (nulla kimenet). A mag elmozdítása megszünteti a feszültségek kiegyensúlyozottságát, így egy váltakozó áramú kimenet keletkezik, amelynek amplitúdója arányos az elmozdulással, fázisa pedig a mozgás irányát jelzi.
Fő tartozékok: Rozsdamentes acélból vagy epoxiddal tömített házak kemény környezetekhez, menetes magrúdok és rugóterheléses érzékelők, a váltakozó áramú kimenetet egyenáramú feszültséggé vagy 4–20 mA-es jellé demoduláló jelek kondicionáló egységek, valamint alacsony kapacitású csatlakozókábelek.
4. Torkzszenzorok (Reakciós vagy forgó típus)
Működési elv: A legtöbb nyomatékmérő érzékelő feszültségérzékelőket (strain gauge-okat) használ, amelyeket egy tengelyre vagy flanccra ragasztanak. A reakció-nyomatékmérő érzékelők esetében az érzékelő háza rögzített, és a feszültségérzékelők mérik a csavaró nyomatékot. A forgó nyomatékmérő érzékelők esetében egy forgó tengelyre feszültségérzékelőket vagy mágneses tulajdonságú anyagból készült elemet szerelnek fel; a jel átvitele csúszógyűrűkön, induktív csatoláson vagy rádiófrekvenciás távmérési módszerrel történik. A feszültségérzékelők ellenállás-változása (Wheatstone-híd) közvetlenül arányos a nyomatékkal.
Fő tartozékok: Pozitív hajtást biztosító fogazott vagy hornyos tengelyek, csúszógyűrű-összeállítások (forgó típusokhoz), vezeték nélküli távmérési modulok, tömített csapágyakkal ellátott védőházak, valamint erősítő/jelfeldolgozó egységek, amelyek szűrt, kalibrált feszültség- vagy áramkimenetet biztosítanak.
Általános tartozékok típustól függetlenül
A jelkondicionálók (erősítők, szűrők, lineárisító áramkörök), az elektromos csatlakozók (M12, DIN), a rögzítő konzolok és a kalibráló eszközök gyakori kiegészítők számos érzékelőhöz. A megfelelő kiegészítők kiválasztása biztosítja a pontosságot, a hosszú élettartamot és az elektromágneses összeférhetőséget.
Az érzékelési elv és a kapcsolódó hardver ismerete elengedhetetlen ahhoz, hogy a mérnökök megbízhatóan telepíthessék ezeket az érzékelőket az ipari automatizálásban, az autóipari vizsgálatokban, a robotikában és a folyamatirányításban.
