Dansk Kompetence

Sensorer (Foto: Bernstein.dk)

Kapacitet betyder ydeevne for et maskinelt anlæg, og i forbindelse med en sensor, betyder det også en slags kapacitet inden for elektrisk ladning. På engelsk findes ordet ’’capacitor’’ og her betyder det en kondensator. En kondensator er to parallelle skiver af metal, som har et isolerende element i mellem sig. Dette element kan f.eks. være luft eller vand. I denne kapacitive sensor er det forskellen mellem de to plader der skaber outputtet. Outputtet er som ved andre sensorer et elektrisk signal, og den kapacitive sensor kan bruges mange steder, f.eks. i lasere og til at måle tryk.

De resistive sensorer

Et godt eksempel på en resistiv sensor er en vægt. Resistiv betyder modstand. I alle metaller og andre ledende materialer er der en modstand. I sensoren på vægten er princippet, at der sidder en mikroskopisk enhed, der kan lede en strøm hen over et lille areal. Arealet består af en plade, som bøjes når der kommer vægt på. Når bøjningen forekommer, betyder det at modstanden i pladen vil ændre sig, fordi overfladen bliver forstørret ved at bøje ud. Jo mere vægt, jo mere bøjning i pladen og jo større forskel i modstanden før og efter massen blev placeret på vægten. Herefter følger et output til brugerinterfacet. Andre eksempler på resistive sensorer er temperaturmålere, hvor der er indbygget et materiale som ændrer modstand, når temperaturen ændrer sig. Modstanden i en leder er afhængig af størrelsen af lederen. Det er tværsnitsarealet der er afgørende, jo større areal, jo mindre modstand.

Der findes og læses om flere sensorer her

Ultralydssensorer (Foto: bernstein.dk)

Lys og lyd er to vigtige elementer i sensorer som er opbygget til at opfatte bevægelse. Lyssensorerne kan udsende en lysstråle, som vil skabe en bestemt kontakttilstand i selve sensoren. Dette kan betyde (afhængig af type føler) at der ikke er registreret en bestemt bevægelse foran sensoren. Det er selvfølgelig også afhængigt af hvordan den er opbygget, samt hvad sensoren skal bruges til. Strålen bliver brudt, når der træder et objekt ind i lysstrålen. Dette skaber en ny kontakttilstand i sensoren. Det betyder at udgangen aktiveres, og den giver et elektrisk signal, til det system, som sensoren er opkoblet til. Sensorer er dermed ikke meget værd alene, da de skal kobles til et større system som vil tage signalerne til efterretning. Sensorer kan på den måde ikke udføre handlinger, eller tænke og beregne sig til en handling som en computer kan. De kan derimod give et grundlag for den næste aktion.

Samme principper gør sig gældende for de ultralydsbaserede sensorer.

Ultralyd

Ultralyd er effektivt i sensorer, fordi det kan virke på flere objekter end lyssensorer kan. F.eks. kan lysstrålen i en lyssensor gå igennem væske eller glas, uden at kontakttilstanden i sensoren ændres. Dermed kommer der ikke et signal til automationen om en bevægelse eller et detekteret objekt. Ultralyd kan derimod bruges til at detektere væsker, samt transparente ting, fordi bølgerne vil brydes anderledes heri.

Læs meget mere omkring ultralyds sensorer

Har du været i en forretning med automatiske døre, har du været forbi en sensor. Har man været med elevatoren, er det sensoren der har gjort det til en sikker tur. I bilen sidder der også sensorer, og på nogle toiletter er mange af handlingerne udført efter kommando fra en sensor. Det være sig sæbedispensere eller toiletsæder der selv kan skylle ud.

Eksempler på sensorer

Til de automatiske døre og i elevatoren bliver der primært brugt fotoceller som fungerer vha. lys. Disse sensorer behøver ikke blive berørt for at aktiveres, det er deres udsendte stråle af lys, der skal brydes, før sensoren bliver aktiveret. Denne lysstråle er ikke synlig for os mennesker, og vi kan ikke mærke på vores krop at den bliver brudt eller blokeret, det mærkes kun, at elevatoren stopper bræt!

Et termometer er nok det mest synlige eksempel på en sensor i hverdagen. Termometret kan aflæses af brugeren selv. De originale termometre blev lavet som et glasrør med kviksølv i. Når temperaturen stiger, udvider kviksølvet sig, og standen stiger i glasrøret. Det modsatte gør sig gældende når temperaturen falder. Mikrofoner er lydsensorer, scannere er lyssensorer, og de omdanner begge deres input til elektriske signaler. Det er princippet i de fleste sensorer. Nogle af dem kan kommunikere trådløst! Fremtiden er stor inden for sensorer, lige som potentialet i dem.

Læs mere om sensorer her

Induktive Sensorer (Foto: Bernstein.dk)

Induktive sensorer, er sensorer som ikke behøver berøring for at blive aktiveret. Disse sensorer kan detektere emner som befinder sig et stykke væk fra sensorhovedet – dog inden for nogle centimeters afstand.

Opbygningen af en induktiv sensor

Induktive sensorer bliver brugt i forbindelse med bevægelser fra funktioner på maskiner og anlæg der anvendes til fremstilling og bearbejdning af emner. Den induktive sensor kan omdanne en bevægelse eller funktion fra en maskine, til et elektrisk signal der bruges i styringen og driften af anlægget. Induktive sensorer detekterer emner af metal. Det er det elektriske felt omkring metallet, der er nok til at sensoren bliver aktiveret. Det er sensorens oscillator der er den forreste del af enheden, og denne oscillator består af et svingningskredsløb – her kan man tænke på en gynge, eller en fjeder, for at få et billede af virkningen. En gynge eller en fjeder bevæger sig altid tilbage i retning af udgangspunktet for den periodiske bevægelse, som gentages i en cyklus.

Oscillatoren i sensoren svinger hele tiden frit, så længe der ikke er et emne at detektere. Hvis et emne så nærmer sig, vil oscillatorens svingninger standses. Som regel findes der en forstærker i sensoren, så også et svag signal om detektering af et emne, går direkte igennem til udgangen.

Der findes endnu mere info om induktive sensorer her!

Optiske Sensorer (Kilde: Bernstein.dk)

Den optiske sensor er i stand til at omdanne lys til elektrisk strøm. Det vil sige at den optiske sensor får et input af lys, og kan danne et signal og et output af elektricitet. Det er ændringen i lyset, der giver anledning til at skabe et signal. Ændringen kan være aktiveret af et tryk eller måske en anden temperatur. Det kan også være af et magnetfelt. Det fysiske fænomen optik er læren om lys. Det er meget omfattende, da der findes så mange nicher inden for videnskab på det mikroskopiske plan. I den klassiske fysik beskrives lys som elektromagnetiske bølger. Det er det også, men lys kan også beskrives på en mindre plan, nemlig i det kvantefysiske. De kvantefysiske emner er ca. 100 år gamle, men selvfølgelig udforskes områderne stadig. Der er mange ting, som den kvanteoptiske viden har ført med sig i nutiden. Herunder er fiberoptikken, som bygger på lys der transmitteres gennem en leder af glas. Almindelige elektriske signaler bliver sendt via en leder der er lavet af metal, det kunne være kobber. Metal er som regel helledere. Fiberoptik benytter halvledere, dvs. glas, som primært består af silicium (bestanddel af sand).

Af flere optiske komponenter kan computermusen nævnes. Den var før i tiden opbygget med en kugle indeni, men nu består den af et mikroskopisk kamera og en optisk sensor, samt en udsender af infrarødt eller blot rødt lys.

Få mere info om optiske sensorer her!