Logica di output dei sensori di misurazione

Con i sensori di misurazione, la scelta degli intervalli di misurazione e il tipo di risultati di misurazione svolgono un ruolo chiave. I sensori di misurazione hanno una logica di uscita analogica. A seconda della distanza del target di riferimento, l'uscita analogica del sensore emette un valore di corrente o tensione di scorrimento. Le uscite analogiche tipiche sono uscite di corrente con un intervallo di valori di 4 mA … 20 mA o uscite di tensione con un intervallo di valori di 0 V … 10 V.

I sensori analogici induttivi hanno intrinsecamente una curva caratteristica non lineare. Un segnale di uscita lineare è spesso richiesto per un'applicazione. La linearizzazione può essere eseguita da un controllore logico programmabile (PLC) utilizzando polinomi integrati. Tale conversione di segnale è particolarmente utile nei seguenti casi:

• I sensori con una curva caratteristica di uscita lineare non sono disponibili per l'intervallo di misurazione richiesto
• Le caratteristiche del segnale lineare sono necessarie per l'intero intervallo di misurazione
• La misurazione deve essere eseguita rapidamente
• Segnale da convertire in modo semplice ed economico

L'utilizzo di microcontrollori nella tecnologia dei sensori consente ora ai sensori di eseguire internamente la linearizzazione della curva caratteristica di uscita.

Risoluzione

Per i sensori analogici, la risoluzione svolge un ruolo importante nell'uscita del segnale. Si tratta della variazione minima della distanza tra il sensore e l'oggetto che può essere rilevata e rappresentata dal sensore in una variazione misurabile del segnale. Sono possibili diversi tipi di risoluzioni.

Risoluzione dinamica

La risoluzione dinamica è necessaria quando sono necessarie misurazioni rapide o frequenze di campionamento elevate. Questa metrologia produce elevati livelli di rumore di misurazione, che compromette l'elaborazione del segnale. Il rumore di misurazione non può essere filtrato o può essere filtrato solo in misura limitata senza influire sul segnale di informazione.

Risoluzione statica

La risoluzione statica può essere utilizzata per movimenti lenti degli oggetti o basse frequenze di campionamento. Con questa metrologia è possibile filtrare livelli elevati di rumore di misurazione. Il segnale portante non viene influenzato nel processo. Ciò consente di aumentare significativamente la risoluzione rispetto alla misurazione dinamica.

Precisione di ripetizione

I parametri del filtro possono essere modificati come richiesto nei sensori analogici induttivi di Pepperl+Fuchs. Se si desidera implementare un'applicazione più statica, è possibile attivare un filtro con i parametri corrispondenti per l'ingresso analogico del proprio controllore logico programmabile (PLC). Secondo la norma EN 60947-5-2, la precisione di ripetizione è il valore di deviazione della distanza operativa effettiva (s_r) a condizioni prestabilite. Il valore definisce la precisione del punto di commutazione delle misurazioni successive per un periodo di otto ore a una temperatura ambiente di +23 °C ±5 °C e a una tensione di esercizio costante.

Tempo di risposta

Secondo la norma EN 60947-5-2, il tempo di risposta è il tempo necessario affinché il sensore di prossimità reagisca dopo che l'elemento ammortizzante è entrato o esce dalla portata di rilevazione. Applicato ai sensori analogici, il tempo di risposta è il tempo che passa tra un improvviso cambiamento di distanza e la rappresentazione del nuovo valore di distanza nell'uscita analogica dal 10% del valore differenziale al 90% del valore differenziale.

Linearità

La linearità definisce la deviazione del segnale di uscita da una linea retta. Viene espressa come percentuale del valore di estremità di intervallo di misura ("scala completa"). Per applicazioni in cui la linearità indicata non è sufficiente, esiste un'alternativa all'utilizzo di polinomi per la linearizzazione matematica della curva caratteristica del sensore nel controllore logico programmabile (PLC).