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Classification Sensors in Automation

In automation, there exists a variety of different sensors. This is only an attempt to have an overview of the different sensor types:

How sensors can be classified

How sensors can be classified


Active and passive sensors

Active sensors generate a voltage themselves and do not require any extra supply voltage to function. Examples: Tachogenerator, photocell, thermocouple

Passive sensors require a supply voltage. Examples: Measuring bridges, etc.


NPN and PNP sensors

NPN sensors have an NPN transistor in their switching stage. Here the load is connected with the switching output and the usually 24V supply voltage.

PNP sensors have a PNP transistor in their switching stage. Here the load is connected to the switching output and the common ground (-). Therefore they are also called positive switching.

NPN and PNP-Sensors - What´s the difference

NPN and PNP-Sensors - What´s the difference


Analog sensors:

Analog sensors produce an analog output signal proportional to the measurand. Examples are: Temperature sensors, pressure sensors, tachometers, etc. They can be classified by their output signals:

Analog sensor with voltage output:

Analog Sensor with Voltage output signal

Analog Sensor with Voltage output signal

  • Sending a signal over long distances produces voltage losses due to wire- and interconnecting resistances.
  • Voltage signals are sensitive to electromagnetic noise pickup. To minimize this drawback, shielded wires can be used, but with long distances they get costly.

Analog sensor with current output:

Analog Sensor with Current output signal

Analog Sensor with Current output signal

The 4...20 mA output is a very robust and reliable signal as the current flows through all components and the current can be maintained due to an internal sensor control. Faults caused by an open circuit or a lost feed can be detected by reading „0 mA“, while reading a signal between 4 and 20 mA would indicate a properly working circuit.

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Klassifizierung Sensoren in der Automatisierungstechnik

In der Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl  unterschiedlicher Sensoren. Dies ist nur ein Versuch, einen Überblick über die verschiedenen Sensortypen zu haben:

Sensoren - Klassifizierung

Sensoren - Klassifizierung


Aktive und Passive Sensoren

Aktive Sensoren erzeugen selbst eine Spannung und benötigen zur Funktion keine extra Versorgungsspanung. Beispiele: Tachogenerator, Fotozelle, Thermoelement

Passive Sensoren benötigen eine Versorgungsspannung. Beispiele: Meßbrücken, etc.


NPN und PNP Sensoren

NPN Sensoren haben einen NPN-Transistor als Schaltstufe. Hier wird die Last wird mit dem Schaltausgang und der üblicherweise 24V-Versorgungsspannung angeschlossen.

PNP Sensoren haben einen PNP-Transistor als Schaltstufe. Hier wird die Last wird mit dem Schaltausgang und der gemeinsamen Masse (-) verbunden. Daher werden sie auch als Plusschaltend bezeichnet.

Unterschied NPN und PNP-Sensoren

Unterschied NPN und PNP-Sensoren


Analoge Sensoren

Analoge Sensoren erzeugen ein zur Messgröße proportionales analoges Ausgangssignal. Beispiele sind: Temperatursensoren, Drucksensoren, Drehzahlmesser usw. Sie können anhand ihrer Ausgangssignale wie folgt klassifiziert werden:

Analogsensor mit Spannungssignal:

Analoger Sensor mit Spannungssignal

Analoger Sensor mit Spannungssignal

Das Senden eines Signals über große Entfernungen führt zu Spannungsverlusten aufgrund von Draht- und Übergangswiderständen. Zudem reagieren Spannungssignale empfindlich auf elektromagnetische Störungen. Um diesen Nachteil zu minimieren, können abgeschirmte Leitungen verwendet werden, welche jedoch bei großen Entfernungen kostspielig sind.

Analogsensor mit Stromausgang:

Analoger Sensor mit Stromsignal

Analoger Sensor mit Stromsignal

Der 4 ... 20 mA Ausgang ist ein sehr robustes und zuverlässiges Signal, da der Strom durch alle Komponenten fließt und der Strom dank einer internen Regelung konstant gehalten werden kann.
Fehler, die durch einen Drahtbruch oder einen Stromausfall verursacht werden, können durch Lesen eines „0 mA“ - Signals erkannt werden, während das Lesen eines Signals zwischen 4 und 20 mA einen ordnungsgemäß funktionierenden Stromkreis bedeuten würde.

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Clasificación de los Sensores en Automática

En Automática, existe una variedad de sensores diferentes. Este es solo un intento de tener una descripción general de los diferentes tipos de sensores:

Cómo se pueden clasificar los sensores

Cómo se pueden clasificar los sensores


Sensores activos y pasivos

Los sensores activos generan un voltaje por sí mismos y no requieren ningún voltaje de suministro adicional para funcionar. Ejemplos: tacómetros, fotocélula, termopar.

Los sensores pasivos requieren una tensión de alimentación. Ejemplos: puentes de medida, etc.


Sensores NPN y PNP

Los sensores NPN tienen un transistor NPN en su etapa de conmutación. Aquí la carga está conectada con la salida de conmutación y el voltaje de suministro generalmente de 24V.

Los sensores PNP tienen un sensor PNP en su etapa de conmutación. Aquí la carga está conectada a la salida de conmutación y a la tierra común (-). Por lo tanto, también se les llama de conmutación positiva.

Diferenciación entre sensores NPN y PNP

Diferenciación entre sensores NPN y PNP


Sensores analógicos:

Los sensores analógicos producen una señal de salida analógica proporcional al mensurando. Algunos ejemplos son: Sensores de temperatura, sensores de presión, tacómetros, etc. Se pueden clasificar por sus señales de salida:

Sensor analógico con señal de salida de voltaje

Sensor analógico con señal de salida de voltaje

Sensor analógico con señal de salida de voltaje

  • Enviar una señal a largas distancias produce pérdidas de tensión debido a las resistencias de interconexión y de los cables.
  • Las señales de voltaje son sensibles a la captación de ruido electromagnético. Para minimizar este inconveniente, se pueden utilizar cables apantallados, pero con largas distancias resultan costosos.

Sensor analógico con salida de corriente:

La salida de 4 a 20 mA es una señal muy robusta y fiable ya que la corriente fluye a través de todos los componentes y la corriente se puede mantener gracias a un control interno del sensor. Los fallos causados por un circuito abierto o una pérdida de alimentación se pueden detectar leyendo "0 mA", mientras que obtener una señal entre 4 y 20 mA sería propia de un circuito que funciona correctamente.

Sensor analógico con señal de salida de corriente

Sensor analógico con señal de salida de corriente


[:pb]

Classificação de Sensores em Automação

Na Automação, existem diversos sensores diferentes. Esta é apenas uma tente de obter uma visão geral dos diferentes tipos de sensores:

Classificação de sensores

Classificação de sensores


Sensores ativos e passivos

Os sensores ativos geram uma voltagem por se mesmo e não precisam nenhuma voltagem de alimentação adicional para funcionar. Exemplos: tacômetros, fotocélulas, termopares.

Os sensores passivos requerem uma voltagem de alimentação. Exemplos: pontes de medição, etc.


Sensores NPN e PNP

Os sensores NPN possuem um transistor NPN em seu estágio de comutação. Aqui, a carga é conectada com a saída de comutação e a voltagem de alimentação geralmente 24V.

Os sensores PNP possuem um transistor PNP em seu estágio de comutação. Aqui, a carga é conectada à saída de comutação e à terra comum (-).

Sensores NPN e PNP

Sensores NPN e PNP


Sensores analógicos:

Sensores analógicos produzem um sinal de saída analógico proporcional ao mensurando. Alguns exemplos são: sensores de temperatura, sensores de pressão, tacômetros, etc. Eles podem ser classificados por seus sinais de saída:

Sensor analógico com saída de voltagem:

Sensor analógico com sinal de saída de voltagem

Sensor analógico com sinal de saída de voltagem

  • Enviar um sinal por longas distâncias causa perdas de voltagem devido à interconexão e às resistências dos cabos.
  • Os sinais de voltagem são sensíveis à captação de ruído eletromagnético. Para minimizar esse problema, podem ser usados ​​cabos blindados, mas com longas distâncias são caros.

Sensor analógico com saída de corrente:

Sensor analógico com sinal de saída de corrente

Sensor analógico com sinal de saída de corrente

A saída de 4 a 20 mA é um sinal muito robusto e confiável, pois a corrente flui por todos os componentes e a corrente pode ser mantida devido ao controle do sensor interno. Falhas causadas por um circuito aberto ou uma perda de energia podem ser detectadas lendo "0 mA", enquanto a obtenção de um sinal entre 4 e 20 mA seria típico de um circuito funcionando corretamente.

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