Viktigste hensyn ved valg av riktig sensor

Sensorer er en avgjørende komponent i alle intelligente elektroniske systemer, enten de er integrert i utstyr eller er eksterne. De mottar og tolker data fra den fysiske verdenen og konverterer dem til lesbare utdata. Med deres hjelp kan automatiserte systemer arbeide mer effektivt ved å forbedre påliteligheten, nøyaktigheten og optimalisere produktiviteten.

Viktigste hensyn ved valg av riktig sensor

Teknikere vil glede seg over å høre at når man bruker sensorer effektivt, får bedrifter, studenter og amatører muligheten til å gå fra en reaktiv tilnærming til en mer proaktiv modell, noe som skaper større verdi for sluttforbrukeren. Dette skiftet kan være forskjellen som skiller effektive brukere av sensorer.

Utvalget og variasjonen av sensorer på markedet er stort. Derfor kan det være en overveldende oppgave å prøve å velge en passende sensor for et bestemt formål. For å få hjelp med dette bør kjøpere ta hensyn til det følgende:

Ni viktigste hensyn

1. Sensortype

Valget av sensor bestemmes av egenskapene til det som blir detektert (metall, faststoff, væske, gass osv.). Dette er den primære faktoren som vil avgjøre om en bestemt sensor er egnet eller ikke.

Vanlige sensorer inkluderer:

• Temperatursensorer

Temperatursensorer finnes i en rekke varianter, inkludert temperatursensorer, termistorer, termoelementer og motstandstemperaturfølere. Bruken av dem er omfattende: datamaskiner, mobiltelefoner, biler og klimaanlegg benytter seg av forskjellige typer temperatursensorer.

• Nærhetssensorers

En nærhetssensor er en berøringsfri sensor som oppdager tilstedeværelsen av et objekt. Teknikker som brukes er blant annet optisk, ultralyd og hall-effekt. Nærhetssensorer brukes for eksempel i mobiltelefoner, parkeringssensorer i biler og for detektering av bakkenærhet i fly.

• Infrarøde (IR) sensorer

Det finnes to typer infrarøde sensorer – gjennomstrålende og reflekterende:

Gjennomstrålende type: Den infrarøde senderen og den infrarøde detektoren er plassert mot hverandre, slik at sensoren oppdager gjenstanden når den passerer mellom dem.

Reflekterende type: Senderen og detektoren er plassert inntil hverandre, vendt mot objektet, slik at sensoren oppdager gjenstanden når den er foran sensoren.

• Trykksensorer

Det finnes tre typer trykk som kan måles: måletrykk, absolutt og differensielt.Det finnes tre typer trykk som kan måles: måletrykk, absolutt og differensielt.

1) GMåletrykk: måler trykk i forhold til det omgivende, atmosfæriske trykket. Denne sensoren er nyttig for å måle væskenivåer i en ventilert tank ved å bruke forskjellen i atmosfæretrykk og hydrostatisk trykk.

2) Absolutt: måler trykk i forhold til et perfekt vakuum. Absolutte trykksensorer kan brukes til å måle atmosfæretrykk for å bestemme høyden. En annen bruk er overvåkningssystemer for trykk i dekk.

3) Differensielt: måler forskjellen i trykk mellom to punkter. Disse sensorene brukes ofte til å oppdage forskjellen i trykk på hver side av en gjenstand. Et godt eksempel på dette er å overvåke luftstrømmen i klimaanlegg.

• 

• 

• 

• Lyssensorer

Det finnes flere typer lyssensorer, inkludert fotoresistorer, fotodioder og fototransistorer.

Fotoresistorer er komponenter som er sensitive for lys. Når lys faller på dem, endres motstanden deres. Dette er de mest brukte fotosensorene, og et utmerket eksempel på dette er gatelys.

Fotodioder er lyssensitive halvledere som er små, lette og rimelige. De kan enkelt måle picowatt til milliwatt for optisk kraft og er veldig responsive, og de kan har responstider helt nede i picosekunder. De brukes ofte i bruksområder så varierte som sensorer for døråpninger, røykvarslere og blodsukkermålere for diabetikere.

Fototransistorer er egentlig en kombinasjon av en fotodiode og en forsterkningstransistor. De konverterer lysenergi til elektrisk energi og produserer både strøm og spenning. Fototransistorer brukes i sikkerhetssystemer, enkodere og til belysningskontroll (for eksempel på motorveier).

• Gjennomstrøm- og nivåsensorer

about:blankabout:blank

In a village of La Mancha, the name of which I have no desire to call to mind, there lived not long since one of those gentlemen that keep a lance in the lance-rack, an old buckler, a lean hack, and a greyhound for coursing.

Gjennomstrømsensorer måler masse- og volumstrømningshastigheter. Disse sensorene brukes ofte i respiratoriske enheter, oksygenkonsentratorer og klimaanlegg.

En nivåsensor er en enhet som bestemmer mengden/nivået av væsker som strømmer gjennom et åpent eller lukket system. Det finnes to typer nivåmålinger: kontinuerlig og punktnivå. Sensorer med kontinuerlig nivå måler mot en spesifikk grense som gir nøyaktige resultater, mens sensorer på punktnivå bare bestemmer om væskenivået er høyt eller lavt.

2. Tiltenkt bruksområde

Alle bruksområdekrav må vurderes før du velger en sensor. Disse kan omfatte faktorer som:

• Avstand fra målet – Dette gir veiledning med hensyn til den nødvendige sensitiviteten til sensoren for å møte målet og det nødvendige rekkevidden for å sikre at den er egnet til formålet.
• Plassering av sensoren – Omgivelsen der sensoren er plassert, bestemmer riktig størrelse på sensoren og omfanget av monteringsalternativer.

Uansett hvor effektiv en sensor isolert sett kan være, er det viktig at omgivelsen der sensoren er plassert, blir vurdert.

3. Nøyaktighet og presisjon

Nøyaktighet er ofte en kritisk spesifikasjon som et produkt trenger å oppfylle. I markedsføringen av sensorer brukes nøyaktighet og presisjon jevnlig om hverandre, men representerer i virkeligheten to forskjellige ting. Det er viktig at man forstår forskjellen mellom de to når man bestemmer hvilken spesifikasjon som er en prioritet.

Nøyaktighet er ofte en kritisk spesifikasjon som et produkt trenger å oppfylle. I markedsføringen av sensorer brukes nøyaktighet og presisjon jevnlig om hverandre, men representerer i virkeligheten to forskjellige ting. Det er viktig at man forstår forskjellen mellom de to når man bestemmer hvilken spesifikasjon som er en prioritet.

4. Holdbarhet 

Når du velger en sensor, er det viktig å ta hensyn til faktorer som er relatert til holdbarheten. Spørsmål du bør vurdere, inkluderer:

• Hvor holdbar er sensoren?
• Vil den vare lenge før den må byttes ut?
• Tåler den tøffe miljøer?

Hver sensor har en begrenset levetid som ofte bestemmes av levetiden, hvordan den lagres, eller sensorenes utløpsdato. Faktorer som kan påvirke en sensors levetid, inkluderer design, materiale, produksjonsprosess, målte konsentrasjonsnivåer og miljøforholdene rundt sensoren.

For eksempel vil visse sensorer som bruker materialer som oksygen eller glukose, sannsynligvis ha en veldig kort levetid, mens andre sensorer, typisk temperatursensorer, vil ha en levetid på over 10 år. Det er verdt å merke seg at selv sensorer med lengre levetid kan eldes over tid og dermed få redusert sensitivitet og nøyaktighet.

Holdbarhet er viktig for å sikre at sensorer er kostnadseffektive, egnet til formålet og for å redusere sannsynligheten for avvik. Selv om avvik (som skjer når en sensor blir utsatt for forhold som reduserer dens nøyaktighet) er uunngåelig over tid, kan dette minimeres ved å ta hensyn til sensorens miljø og holdbarhet.

5. Utgangstyper  

Det finnes tre viktige utgangstyper:

1) Analog spenninge

2) PWM

3) Seriell digital

Det er ofte en preferanse for digitale signaler fremfor analoge signaler, ettersom sistnevnte har en tendens til å bli påvirket av ekstern støy. Dette kan føre til feil i utgangssignalet. I tillegg kan en digital utgang anses som mer avansert på grunn av kompatibiliteten med dataprogrammer. Dette vil imidlertid ikke være relevant for alle applikasjoner, ettersom noen data kan tolkes uten hjelp av et dataprogram. Ved hjelp av en analog til digital-omformer er det videre mulig å konvertere en analog sensors utgang til en digital utgang.

Mange kontrollsensorer bruker 4–20 mA strømsløyfer, der 4 mA representerer lavt analogt signal og 20 mA representerer høyt. Dette brukes ofte til dataoverføring fordi strømsløyfer ikke er sensitive for elektrisk støy.

6. Responstid   

De fleste sensorer har responstider målt i millisekunder, selv om noen (ofte sensorer for gasser og lekkasjer) kan måles i sekunder eller minutter. Den optimale responstiden bestemmes ofte av dataene som hentes inn.

7. Repeterbarhet

Det er viktig å vurdere om variabelen som oppdages, kan måles konsekvent i samme miljø. Repeterbarhet refererer til en sensors indre samsvar og avgjør om den vil gi det samme resultatet under de samme omstendighetene igjen og igjen. Denne verdien er ofte forbundet med nøyaktighet, men en sensor kan være unøyaktig og likevel i stand til å produsere gjentatte observasjoner.

8. Kostnad  

Sensorer opererer vanligvis innenfor rammen av et større infrastrukturnettverk. Når man vurderer potensialet for utvikling og skalerbarhet, er kostnadene for sensoren en viktig faktor. Selv om sensorer ofte er en avgjørende komponent i enhver infrastruktur, må de prises på et nivå som er proporsjonalt med det økonomiske omfanget av det samlede prosjektet de er en del av.

9. Spesielle krav

Det kan være spesielle krav som er spesifikke for en bestemt sensor eller bruk av sensor, som må tas i betraktning. Slike krav kan omfatte for høye temperaturer, fuktighet eller nærhet til sveiseprosesser, som kan gjøre en ellers passende sensor lite egnet.

Rollen sensorer spiller i kampen mot covid-19

Sensorer har vært viktige i kampen mot covid-19 på tre grunnleggende måter; fremming sosial distansering, muliggjøre effektive helseundersøkelser og forbedring av personlig verneutstyr (PPE) og bærbart utstyr.

Sensorteknologi hjelper til med å gjøre miljøet på arbeidsplassen så sikker som mulig for de ansatte ved å muliggjøre kontaktsporing og å tilby helsesjekk før man får adgang til et lokale. Bærbar teknologi har også vært til stor hjelp under pandemien takket være innsamling av helsedata via innebygde sensorer. Disse teknologiske fremskrittene har akselerert i løpet av covid-19 og vil sannsynligvis fortsette å gjøre dette fremover.

Sensorer for fremtiden  

Utviklingen innen mikroteknologi og nanoteknologi former i stadig større grad fremtiden til sensorer, og det gjør det mulig å bruke dem på mer kreative og allsidige måter. Etterspørselen etter mindre sensorer har økt som et resultat av at de bygges inn i smarttelefoner og bærbare enheter. Et godt eksempel på dette er bruk av akselerometre i mobiltelefoner for å sikre at skjermen på en telefon alltid er riktig vei opp, uavhengig av enhetens rotasjon. Når disse mikrosensorene er kombinert med digital elektronikk og mekaniske komponenter (mikroelektromekaniske systemer) kan de dessuten brukes innen et større bruksområde for IoT og dermed få en større utbredelse.

I tillegg blir teknologier utviklet til å omfatte intelligente systemer som opererer i økende grad som levende vesener. Slike teknologier er selvovervåkende, selvkorrigerende og selvmodifiserende, ofte med evnen til å se, føle, lukte, høre og kommunisere takket være rask progresjon i sensorutvikling. Intelligente sensorer som fungerer på denne måten, vil uunngåelig bli mer effektive i å utføre sin rolle og vil redusere behovet for menneskelig intervensjon, noe som resulterer i en mer praktisk opplevelse for forbrukerne.

Dette fokuset på å utvikle sensorer for å redusere arbeidsbelastning er tydelig med utviklingen av RFID-sensorer (Radio Frequency Identification). RFID-sensorer har gjort det mulig å lage papirløse faktureringssystemer i smarttelefoner og har forbedret sikkerhetsprosedyrer gjennom bruk av automatiserte døråpningssystemer. RFID-sensorer har også hatt innvirkning på det globale digitale emballasjemarkedet ettersom de muliggjør raskere prosessering, transport og levering. Dette er enormt fordelaktig for bransjer som trenger å levere varer innen en stram tidsramme, for eksempel bedervelige varer innen næringsmiddelbransjen.

En annen nylig utvikling innen sensorteknologi er økt bruk av sensorfusjon. Når en kombinasjon av sensorer brukes samtidig, kompenserer styrkene til hver sensor for andres svakheter. Dette fører til at det skapes mer effektive enheter som drar fordel av de kombinerte egenskapene til flere sensorer. Et stort antall bruksområder har dratt fordeler fra sensorfusjon, inkludert helseovervåking, transportsystemer, underholdningsindustrien og værvarsling for å nevne noen. Denne muligheten til å oppdage flere hendelser, skaffe intelligente data og foreta handling, er revolusjonerende for en lang rekke bransjer.

Med denne utviklingen i bakhodet, og i betraktning av informasjonen som er beskrevet i denne guiden, bør det nå være en mindre skremmende oppgave å velge den beste sensoren for ønsket bruksområde. Det omfattende utvalget av sensorer som er tilgjengelig på markedet, er spennende for teknologi i fremtiden, da muligheten for større innovativ fremgang er mulig.

Anbefalte produkter

Anbefalte merker

• 

• 

• 

• 

•