传感器101:控制系统输入

大多数指定设备的工程师认为传感器是离散或模拟设备、代理或光电、流量或压力传感器、热电偶等。如果让他们把它们分类，他们可能会说模拟和数字，机器级或过程控制，光学或感应。

还有另一种看待传感器的方式:将传感器视为控制系统的任何物理输入。拓宽你对传感器构成的思考，会带来很多新的可能性。按钮是传感器吗?是的。它能检测到操作员的决定。接力赛怎么样?是的，它提供了一些设备或机器状态的状态。

除了传感器用来检测事物的方法之外，另一种分类传感器的方法是根据它们的功能。传感器几乎都可以分为两类:一类是检测机器或系统的状态(气缸开关、编码器、一些光电眼和振动传感器)，另一类是检测或评估系统处理的部件或物质(流量和压力传感器、机器视觉和离散部件存在检测器)。

以这种方式考虑传感器会使您意识到并非所有传感器都可以分为模拟和数字等简单类别。视觉系统就是一个很好的例子。实际的探测方法涉及光学和数百万个单个像素。控制系统的实际接口可能是一个简单的数字通过/失败信号，或者涉及发送需要解码的数据字符串。但是，在指定机器视觉这个复杂主题之前，您当然需要了解它的所有细节。

另一个例子是编码器和解析器。数据可能由离散脉冲或正弦模拟信号组成，但不能将这些信号送入数字和模拟输入卡。在决定指定哪种硬件以及传感器的复杂性和与控制系统接口的成本时，需要考虑这些因素。

热电偶也是模拟的，但是你不能把它们连接到模拟卡上。热电偶卡包含一个算法，它知道什么样的响应曲线与所选热电偶的类型相匹配。不仅如此，你还不能将热电偶连接到标准端子排上，并将普通铜线连接回卡上。

其他非典型传感器包括:

• 涡流测试仪:插入加工孔中以确定是否有螺纹的感应探头
• 电容式离子泄漏探头:一个带电的探针和板放在一块塑料的相对两侧，以确定一个针大小的孔是否真的允许离子通过另一侧。
• 质谱计:定制的光谱系统旨在检测致命神经毒剂的存在。
• 紫外线相机:这是一个机器视觉应用，我们在橡胶垫片上涂了一层紫外线墨水来检测凸起的区域是否成型正确。
• 浮动摇臂盖测量:一种具有独立线性变量差动变压器(lvdt)的系统，该系统通过计算一个假想平面的截距来确定橡胶垫圈是否正确安装。

无论重点是故障排除现有设备或设计新的系统和机器，了解所有这些传感设备如何与控制系统一起工作是一个良好的全面教育的重要组成部分。

弗兰克羊肉作者是Automation Consulting LLC的创始人。本文最初发表于自动化入门博客．Automation Primer是CFE Media的内容合作伙伴。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

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