Sensortechnologie

• newEditor
• Elektriciteit
• Secundair onderwijs

Sensor

Technologie

Sensortechnologie

Sensortechnologie

• Sensor komt van Latijns woord voor "waarnemen" of "voelen";

• Sensoren fungeren als ogen en oren van geautomatiseerde systemen;

• Sensoren detecteren fysieke grootheden, zoals positie, T°, P of beweging en zetten deze om in elektrische signalen. Zowel analoog als digitaal.

Inleiding

Sensortechnologie

• Sensoren hebben voordelen t.o.v. traditionele schakelaars:

  • ze werken contactloos;

  • ze werken slijtagevrij;

  • ze werken met hoge schakelprecisie;

• Sensoren zijn bestand tegen trillingen, stof en vocht -> ideaal in een veeleisende industriële omgeving.

Inleiding

Sensortechnologie

• Er bestaan verschillende soorten sensoren, zoals

  • inductieve sensoren;

  • capacitieve sensoren;

  • foto elektronisch sensoren;

  • magnetisch veld sensoren;

  • ultrasone sensoren.

• Elk met hun unieke eigenschappen en afgestemd op specifieke materialen of omstandigheden.

Inleiding

Sensortechnologie

• De manier waarop sensoren hun meetsignalen doorgeven, varieert sterk.

  • Sommige sensoren sturen een digitaal signaal (aan "1"/uit "0") uit -> teller lopende band;

  
  

  • Sommige sensoren sturen een analoog signaal (zoals 4-20 mA of 0-10 V) uit -> continue metingen (zoals afstand tot een object);

Inleiding

Sensortechnologie

Uitvoering sensoren - 2-draads

• Voeding en signaal lopen over dezelfde draden;

• R-draad!

• Toepassingen op korte afstand (0,25 m), waarbij hoge precisie niet van cruciaal belang is.

Datalogger

Sensortechnologie

Uitvoering sensoren - 3-draads

Datalogger

• Voeding wordt apart aangelegd naar sensor;

• Signaal loopt via aparte draad;

• R voedingsdraden -> geen invloed op meetsignaal

• Toepassingen met verbindingkabels tot 30 m.

Sensortechnologie

Uitvoering sensoren - 4-draads

• Twee draden voor de voeding;

• Twee draden om te meten;

• R voedingsdraden -> geen invloed op meetsignaal

• Precisiemetingen, kritieke industriële processen.

Datalogger

Belangrijk voor de kwaliteit van het product - farmaceutische industrie

Sensortechnologie

Meetfouten

• Instrumentfouten

• fouten in het meettoestel (slechte onderdelen, productiefout(en), verkeerde kalibratie;

• Externe storingen

• omgevingsinvloeden zoals T°, vochtigheid, trillingen, elektromagnetische velden;

Sensortechnologie

Meetfouten

• Procedurele fouten

• meetopstelling - verkeerde bedrading, stroomverbruik toestel, lekstromen;

• Menselijke fouten

• verkeerd aflezen, verkeerde instellingen, rekenfouten;

Sensortechnologie

Twee soorten fouten

• Systematische fouten

• voorspelbaar en altijd hetzelfde (bv. verkeerd gekalibreerd toestel);

• kunnen gecorrigeerd worden (bv. door kalibratie of wiskundige correctie of betere apparatuur);

Sensortechnologie

Twee soorten fouten

• Toevallige fouten

• willekeurig en onvoorspelbaar;

• kunnen verminderd worden door meerdere metingen te doen en het gemiddelde te nemen;

Sensortechnologie

Wat is het verschil tussen een PNP en een NPN sensor?

Sensortechnologie

Wat is het verschil tussen een PNP en een NPN sensor?

• Sourcing logica;

• Europa/Azië (delen)

Sensortechnologie

Wat is het verschil tussen een PNP en een NPN sensor?

Sinking logica;

Noord-Amerika/ sommige Aziatische landen

Sensortechnologie

Ruis bij een sensor?

• ongewenste, willekeurige variaties in het meetsignaal. Niet afkomstig de fysieke grootheid die sensor meet.

• een vorm van storing die nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van metingen beïnvloedt.

Sensortechnologie

Ruis bij een sensor?

Oorzaak?

• Elektronische componenten

• elke elektronische schakeling produceert een zekere hoeveelheid ruis;

• Omgevingsfactoren

• externe invloeden zoals elektromagnetische velden, trillingen of temperatuurschommelingen;

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Ruis bij een sensor?

Gevolgen?

• Minder nauwkeurige meting(en)

• het is moeilijker om echter signaal te onderscheiden van de ruis;

• Valse detecties

• in bv. beveiligingssystemen of medische apparatuur;

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Ruis bij een sensor?

Hoe ruis te verminderen?

• Filtering

• gebruik hard- of softwarefilters om ruis te onderdrukken;

• Scherming

• afschermen van de sensor en kabels tegen externe storingsbronnen;

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Ruis bij een sensor?

Hoe ruis te verminderen?

• Gemiddelde nemen

• meerdere metingen nemen en het gemiddelde berekenen;

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

syllabus + onderzoeksopdracht

ONDERZOEKSOPDRACHTEN

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensor

Technologie

Sensortechnologie

Sensortechnologie

Opfrissing

Sensortechnologie

Opfrissing

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

Optische sensoren

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

Analoge capacitieve sensor

Analoge ultrasone sensor

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm

Sensortechnologie

Mogelijkheden met sensoren

Analoge capacitieve sensor

Analoge ultrasone sensor

Syllabus

elektronische schakelingen:

dimmer stoort radiozender fm

of sneeuw op analoge tv, dat is elektromagnetisch ruis uit de omgeving

omgevingsfactoren:

hoogspanningslijn, gsm