appunti sui sensori e trasduttori analogici e digitali al seguente link:
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Nota sulla conversione analogica digitale:
Il campo di misura e la risoluzione complessiva sulla misura si influenzano mutuamente nel caso di conversione digitale del segnale fornito dal sensore
Esempio: Termocoppia
Esempio: Termocoppia
Campo di misura Bit di conversione Risoluzione
0-1000 °C 12 (0-4095) 0.25 °C
0-100 °C 12 (0-4095) 0.025 °C
Non è sempre consigliabile scegliere il sensore con il massimo campo di misura in quanto ciò potrebbe comportare una degradazione della risoluzione.
Principale tipi di sensori
Sensori di tipo resistivo: (vedi più in basso Termoresistenze e Potensiometri)
Questi sensori convertono la grandezza da misurare in una variazione di resistività.
La variazione di resistenza può essere prodotta da:
- variazione di geometria: prodotta da contatti striscianti (potenziometri)o forze deformanti (estensimetri)
- variazioni di temperatura (termistori)
- illuminazione (fotoresistori)
Sensori di Tipo Induttivo:
Il sensore converte la grandezza da misurare in una variazione dell’induttanza che viene acquisita utilizzando un circuito apposito.
Rientra nella categoria dei sensori di prossimità; per un rilevamento sicuro, senza contatto di oggetti metallici la soluzione tecnicamente corretta e più economica è rappresentata dai sensori induttivi.
Sensori di Tipo Capacitivo:
Il sensore capacitivo converte la variazione della grandezza da misurare in una variazione di uno dei seguenti parametri.
- la costante dielettrica
- l’area delle facce
- la distanza tra le due facce
Il sensore capacitivo converte la variazione della grandezza da misurare in una variazione di uno di questi parametri.
Variando la geometria del sensore, ad esempio modificando la posizione
relativa dei piatti, si otterrà un sensore di posizione.
Un’altra applicazione consiste nel misurare il livello di liquidi. La costante dielettrica tra due elettrodi parzialmente immersi in un liquido varia al variare del livello del liquido.
Sensori di Tipo Termoelettrico (termocoppia):
La termocoppia è costituita da una giunzione fra due metalli differenti.
Quando la giunzione si trova ad essere ad una temperatura differente da quella delle estremità libere, si crea una differenza di potenziale a tali estremità (Effetto Seebeck).
La termocoppia non necessita di una alimentazione esterna, in quanto l’effetto Seebeck genera direttamente una tensione di uscita.
Le Termocoppie Convenzionali sono adatte per le applicazioni dove non sono presenti condizioni di esercizio gravose quali vibrazioni, sollecitazioni meccaniche, pressione.
Esiste una grande varietà di termocoppie, distinguibili in base ai due conduttori elettrici che compongono la giunzione ed al campo di applicazione (industriale, scientifico, alimentare, medico, ecc.).
Termoresistenze
Esistono in commercio diversi tipi di termoresistenza, generalmente abbastanza resistenti agli agenti corrosivi, che possono misurare temperature in un buon intervallo di temperatura (anche se inferiore a quello delle termocoppie) e che soprattutto hanno un'ottima linearità.
Molto diffuse sono le cosiddette Pt100 e Pt1000, ovvero termoresistenze in platino (Pt), in cui la resistenza alla temperatura di 0 °C è pari rispettivamente a 100 Ω e 1000 Ω.
Per il calcolo della temperatura vale la seguente relazione
Le Termoresistenze forniscono, alle basse temperature, una lettura della temperatura più precisa rispetto alle termocoppie e pertanto se ne raccomanda l’utilizzo quando il processo da controllare richiede un’accuratezza di misura elevata e le temperature non sono molto alte.
Sensore ad effetto di Hall:
Il sensore ad effetto di Hall è composto da un elemento sensibile accoppiato ad un magnete contenuto in un contenitore ermetico che rileva la variazione del flusso di campo magnetico quando si avvicina e si allontana un corpo in materiale ferromagnetico (sporgenza metallica).
