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Misura e controllo: l’importanza dei sensori

12 maggio 2014
I sensori per l’automazione sono dispositivi intelligenti che rappresentano un anello fondamentale all’interno dei sistemi di misura e controllo

Il termine sensore (più noto in Nord America) e trasduttore (più noto in Europa) sono entrambi molto utilizzati nella descrizione dei sistemi di misura F31K2e controllo. L’uso di questi dispositivi in diversi campi dell’ingegneria ha contribuito a creare confusione sulle loro definizioni e ha portato alla creazione di nuove parole per indicare uno stesso dispositivo (“trasmettitore”, “modificatore”, “convertitore”, “rivelatore”, “gauge”, “cella”, ecc.), producendo così una certa divergenza terminologica. Potremo quindi trovare indicazioni che definiscono il sensore come un “dispositivo sensibile ad una grandezza fisica ed in grado di trasformarla in un segnale misurabile e trasferibile” o anche come “dispositivo che trasforma un certo tipo di grandezza fisica in un segnale elettrico” (in questo caso il sensore opera anche una trasduzione della grandezza in segnale elettrico d’uscita).

Il compito di un sensore consiste comunque nel trasformare la grandezza oggetto della misurazione, il misurando, in un'altra grandezza fisica della stessa gamma o di gamma diversa, più adatta alle elaborazioni che devono essere eseguite dai blocchi successivi: potrà trattarsi della vera e propria misurazione (cioè della trasformazione in un numero), oppure della trasmissione ad una certa distanza, o di una preelaborazione. È tipico il caso in cui il sensore viene utilizzato per trasformare il misurando in una grandezza di tipo elettrico (una tensione, una corrente, una resistenza, etc.), più adatta alle successive elaborazioni.

Si richiede dunque al sensore di conservare inalterata l'informazione contenuta nel segnale d'ingresso, restituendola nel segnale d'uscita. Dal segnale d'ingresso si passa all'informazione (un sottoinsieme nello spazio dell'informazione) mediante una determinata relazione che dipende dallo scopo della misurazione; dal segnale d'uscita si dovrebbe poter ottenere, mediante un'altra opportuna relazione, lo stesso sottoinsieme; in realtà, a causa dell'incertezza introdotta dal sensore, si giunge a un sottoinsieme che lo contiene.

È importante evidenziare una caratteristica del sensore che lo differenzia significativamente dagli altri dispositivi presenti nella catena di misurazione: mentre questi ultimi trattano segnali in una certa misura adattati alle loro esigenze (ad esempio, il convertitore analogico digitale ha come segnale d'ingresso una grandezza elettrica variabile entro un ben definito campo), il sensore ha un ingresso obbligato, sia come tipo di grandezza fisica, sia come campo di variabilità. In altre parole, fra tutti gli elementi della catena di misurazione, il sensore costituisce il più critico, in quanto il più condizionato dalle caratteristiche del sistema misurato e dunque il più indipendente rispetto alle scelte del progettista del sistema di misura.

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