Uitgangslogica van Meetsensoren

Bij meetsensoren spelen de selectie van de meetbereiken en het type van meetresultaten een belangrijke rol. Meetsensoren hebben een analoge uitgangslogica. De analoge sensoruitgang zendt, naargelang de afstand van het dempingselement, een glijdende stroom- of spanningswaarde uit. Typische analoge uitgangen zijn stroomuitgangen met een waarde van 4 mA tot 20 mA of spanningsuitgangen met een waarde van 0 V tot 10 V.

Analoge, inductieve sensoren hebben van nature een niet-lineaire, karakteristieke curve. Toepassingen vereisen vaak een lineair uitgangssignaal. Linearisering kan worden uitgevoerd door een programmeerbare logische besturingseenheid (PLC) met behulp van geïntegreerde polynomen. Een dergelijke signaalomzetting is bijzonder nuttig in de volgende gevallen:

• Sensoren met een lineaire uitgangskarakteristiek zijn niet beschikbaar voor het vereiste meetbereik
• Lineaire signaalkarakteristieken zijn vereist over het gehele meetbereik
• De meting moet snel worden uitgevoerd
• Het signaal moet eenvoudig en op kostenefficiënte wijze worden omgezet

Het gebruik van microcontrollers in de sensortechnologie betekent dat sensoren nu in staat zijn om de linearisering van de uitgangskarakteristiek intern uit te voeren.

Resolutie

Bij analoge sensoren speelt de resolutie een belangrijke rol in de signaaluitgang. Dit is de kleinste verandering in de afstand van de sensor tot aan het te scannen object die door de sensor kan worden gedetecteerd en weergegeven als een meetbare verandering in signaal. Er bestaan verschillende soorten resoluties.

Dynamische Resolutie

Dynamische resolutie is vereist wanneer de toepassing snelle bewegingen of hoge bemonsteringsfrequenties vereist. Deze meettechniek levert hoge niveaus qua meetruis, wat de signaalverwerking negatief kan beïnvloeden. Meetruis kan niet worden gefilterd of kan slechts in beperkte mate worden gefilterd zonder het gegevenssignaal te vervormen.

Statische Resolutie

Statische resolutie kan worden gebruikt voor langzame objectbewegingen of lage bemonsteringsfrequenties. Met deze meettechnologie is het mogelijk om hoge niveaus van meetruis te filteren. De draaggolf wordt niet beïnvloed tijdens dit proces. Hierdoor kan de resolutie aanzienlijk worden verhoogd in vergelijking met dynamische meetmethodes.

Herhalingsnauwkeurigheid

De filterinstellingen kunnen, zo nodig, worden vervangen door analoge sensoren van Pepperl+Fuchs. Indien gebruikers een statischere toepassing willen implementeren, kunnen ze een filter activeren met de overeenkomstige parameters voor de analoge ingang van hun programmeerbare logische besturingseenheid (PLC). Volgens Europese norm 60947-5-2 is de herhalingsnauwkeurigheid de afwijking van de effectieve scanafstand (s_r) onder vastgelegde omstandigheden. De waarde bepaalt de schakelpuntnauwkeurigheid van opeenvolgende metingen over een periode van acht uur bij een omgevingstemperatuur van +23 °C ± 5 °C en bij een constante bedrijfsspanning.

Responstijd

Volgens de Europese norm EN 60947-5-2 verwijst de responstijd naar de tijd die de naderingssensor nodig heeft om te reageren nadat het dempingselement het detectiebereik heeft betreden of verlaten. Vertaald naar het domein van analoge sensoren, betekent dit dat de responstijd de tijd is die verstrijkt tussen een plotselinge verandering in afstand en de weergave van de nieuwe afstandswaarde aan de analoge uitgang van 10% van de differentiële waarde tot 90% van de differentiële waarde.

Lineariteit

Lineariteit (rechtlijnigheid) bepaalt de afwijking van het uitgangssignaal van een rechte lijn. De waarde wordt uitgedrukt als een percentage van de grenswaarde van het meetbereik ("volle schaal"). Voor toepassingen waarbij de aangeduide lineariteit onvoldoende is, bestaat een alternatief om polynomen te gebruiken voor de mathematische linearisering van de sensorkarakteristiek in de programmeerbare logische besturingseenheid (PLC).