Výstupní logika měřicích senzorů

U měřicích senzorů hraje klíčovou roli volba měřicích rozsahů a typu výsledků měření. Měřicí senzory obsahují logiku analogového výstupu. Analogový výstup senzoru poskytuje proměnlivou hodnotu proudu nebo napětí, která závisí na vzdálenosti tlumicího prvku. Typickými analogovými výstupy jsou proudové výstupy s rozsahem hodnot 4 až 20 mA nebo napěťové výstupy s rozsahem hodnot 0 až 10 V.

Indukční analogové senzory mají ve své podstatě nelineární charakteristickou křivku. Pro aplikaci je často vyžadován lineární výstupní signál. Linearizaci může provádět programovatelný logický řadič (PLC) pomocí integrovaných polynomů. Takový převod signálu je zvláště užitečný v následujících případech:

• Pro požadovaný měřicí rozsah nejsou dostupné senzory s lineární výstupní charakteristickou křivkou.
• Lineární charakteristika signálu je vyžadována v celém měřicím rozsahu.
• Měření bude prováděno rychle.
• Signál lze převést snadno a s nízkými náklady.

Použití mikrokontrolérů v technologii senzorů umožňuje senzorům interně provádět linearizaci výstupní charakteristické křivky.

Rozlišení

U analogových senzorů se rozlišení významnou měrou podílí na kvalitě výstupu signálu. Jedná se o nejmenší změnu vzdálenosti od senzoru k objektu, kterou senzor dokáže detekovat a vyjádřit ve formě měřitelné změny signálu. Jsou podporovány různé typy rozlišení.

Dynamické rozlišení

Dynamické rozlišení je vyžadováno tam, kde jsou nezbytná rychlá měření nebo vysoké vzorkovací frekvence. Tato metrologie vytváří vysoké úrovně šumu měření, a tím zhoršuje kvalitu zpracování signálu. Šum měření nelze filtrovat nebo jej lze filtrovat pouze v omezeném rozsahu, aniž by došlo k ovlivnění informačního signálu.

Statické rozlišení

Pro pomalé pohyby objektů nebo nízké vzorkovací frekvence lze použít statické rozlišení. Pomocí této metrologie je možné filtrovat vysoké úrovně šumu měření. Nosný signál není během tohoto procesu ovlivněn. Tento přístup umožňuje výrazně zvýšit rozlišení v porovnání s dynamickým měřením.

Přesnost opakování

Parametry filtrů indukčních analogových senzorů od společnosti Pepperl+Fuchs lze podle potřeby měnit. Pokud uživatelé chtějí implementovat statičtější aplikaci, mohou aktivovat filtr s odpovídajícími parametry pro analogový vstup programovatelného logického řadiče (PLC). Podle normy EN 60947-5-2 je přesnost opakování hodnota odchylky efektivní pracovní vzdálenosti (s_r) za stanovených podmínek. Hodnota definuje přesnost spínacího bodu po sobě následujících měření po dobu osmi hodin při okolní teplotě +23 °C ± 5 °C a konstantním provozním napětí.

Doba odezvy

Podle normy EN 60947-5-2 je doba odezvy doba potřebná k tomu, aby bezdotykový senzor reagoval poté, co tlumicí prvek vstoupil do dosahu snímání nebo jej opustil. U analogových senzorů je doba odezvy doba, která uplyne mezi náhlou změnou vzdálenosti a poskytnutím nové hodnoty vzdálenosti na analogovém výstupu od 10 % rozdílové hodnoty do 90 % rozdílové hodnoty.

Linearita

Linearita definuje odchylku výstupního signálu od přímky. Je uváděna jako procento koncové hodnoty měřicího rozsahu („plného rozsahu“). Pro aplikace, ve kterých není určená linearita dostatečná, existuje alternativa k použití polynomů pro matematickou linearizaci charakteristické křivky senzoru v programovatelném logickém řadiči (PLC).