Elettronica: Sensori e Dispositivi

Il valore non nullo della variabile di uscita quando la variabile d'ingresso è nulla. Ad esempio, se un sensore misura la temperatura, l'offset è la temperatura che il sensore indica quando la temperatura reale è zero.

Misura la deviazione tra la retta ideale e la curva reale del sensore. Indica quanto il sensore si comporta in modo lineare.

Il valore massimo della deviazione assoluta tra la curva reale e la curva teorica rispetto al valore massimo del segnale di uscita.

L'intervallo di valori che la grandezza da misurare può assumere. Determina quali valori il sensore è in grado di misurare correttamente.

L'area racchiusa tra le due curve di salita e discesa del sensore. Indica una imprecisione nella misurazione.

Il rapporto tra la variazione della grandezza d'uscita e la variazione della grandezza d'ingresso.

Il tempo che il sensore impiega per raggiungere il valore finale di uscita in risposta a un cambiamento nell'ingresso.

La minima variazione della grandezza di uscita che il sensore è in grado di rilevare.

Un tipo di encoder che fornisce la posizione assoluta direttamente, senza la necessità di contare gli impulsi. Ogni posizione corrisponde a un codice binario univoco.

Le zone chiare e scure in un encoder assoluto rappresentano un codice binario che identifica la posizione. Vengono letti su una linea perpendicolare alle piste.

Un codice binario puro non è adatto per gli encoder perché più di una cifra può cambiare contemporaneamente quando si passa da una posizione all'altra.

Un sistema di codifica binario che risolve il problema del codice binario standard, assicurando che solo una cifra cambi per volta quando si passa da una posizione all'altra.

Un encoder che fornisce informazioni sulla posizione contando gli impulsi generati durante il movimento. Determina lo spostamento rispetto a una posizione iniziale.

La precisione dell'encoder, definita dal numero di impulsi per giro. Maggiore il numero di impulsi, maggiore è la precisione.

Un trasduttore che misura lo spostamento angolare usando due solenoidi: uno fisso e uno rotante. Le tensioni indotte indicano la posizione angolare.

I due solenoidi del resolver generano tensioni sinusoidali di ampiezza proporzionale a sen(q) e cos(q), dove q è la posizione angolare.

Una versione lineare del resolver che può essere utilizzata per misurare la posizione lineare di un oggetto. Lo statore viene sostituito da una scala o regolo con un circuito stampato a greca, che sostituisce il solenoide.

I sensori di velocità sono utilizzati per misurare la velocità lineare o angolare. Possono essere realizzati utilizzando dispositivi elettromeccanici come la dinamo tachimetrica o tachimetri elettronici.

I tachimetri elettronici utilizzano un encoder per fornire una sequenza di impulsi che vengono trasformati in un segnale proporzionale alla velocità. L'encoder generalmente contiene una coppia led-fotodiodo.

I tachimetri digitali includono un generatore di clock che fornisce una finestra temporale per contare gli impulsi dall'encoder. Il segnale può essere interfacciato con i microcontrollori.

Un piccolo generatore di corrente continua che misura la velocità angolare. Ha uno statore con un magnete permanente e un rotore con un avvolgimento indotto.

Un dispositivo che converte la posizione lineare o angolare in una sequenza di impulsi digitali. Gli encoder sono spesso utilizzati in combinazione con i tachimetri elettronici.

Un circuito che trasforma un segnale analogico in un segnale digitale a forma di impulso rettangolare. Utilizzato nei tachimetri elettronici per squadrare gli impulsi dell'encoder.

La dinamo tachimetrica dovrebbe essere fatta funzionare a vuoto per evitare che la misura sia falsata dalle cadute di tensione sulla resistenza degli avvolgimenti del rotore.

Una spira conduttrice interessata da un flusso variabile nel tempo produce ai suoi capi una forza elettromotrice. L'andamento di tale forza elettromotrice è sinusoidale.

La tensione continua in uscita dalla dinamo tachimetrica è legata alla velocità di rotazione dalla relazione V = KDω, dove KD è la costante della dinamo e ω è la velocità angolare.

La costante della dinamo (KD) è un valore che rappresenta la relazione tra la tensione continua in uscita e la velocità di rotazione. Per le dinamo tachimetriche commerciali, KD vale 60÷90 V per 1000 giri/min.

I tachimetri a corrente continua sono piccoli generatori in corrente continua eccitati con magneti permanenti, che producono una tensione proporzionale alla velocità di rotazione.

Gli scostamenti dalla proporzionalità tra la tensione e la velocità in un tachimetro a corrente continua possono essere causati da asimmetrie costruttive, caduta di tensione alle spazzole e altre cause.

L'errore di linearità (ε) è il massimo scostamento dalla retta ideale nella caratteristica del tachimetro, espresso come δV/VM, dove δV è lo scostamento e VM è la tensione di fondo scala.

Una termocoppia è una giunzione metallurgica di due metalli diversi che genera una differenza di potenziale (d.d.p.) quando è sottoposta a una differenza di temperatura.

Un dispositivo che converte la luce in corrente elettrica. Funziona grazie al fenomeno fotoelettrico interno e al passaggio di elettroni dalla banda di valenza a quella di conduzione quando colpiti da fotoni.

La luce incidente sulla giunzione p-n del fotodiodo fornisce l'energia necessaria agli elettroni per passare dalla banda di valenza a quella di conduzione, creando una corrente elettrica proporzionale all'intensità della luce.

Un sensore che misura la deformazione di un materiale mediante la variazione di resistenza di un filo conduttore che si allunga o si contrae con il materiale.

Il filo conduttore, disposto a serpentina, si allunga o si contrae con la deformazione del materiale, variando la sua resistenza. Questa variazione di resistenza viene poi convertita in una tensione misurabile.

Una costante che indica la sensibilità dell'estensimetro a resistenza, cioè quanto varia la sua resistenza per ogni unità di deformazione del materiale.

Le termocoppie sono sensori di temperatura che sfruttano la differenza di potenziale elettrico tra due metalli diversi per misurare la temperatura.

La termocoppia di tipo J è composta da un conduttore di ferro e un conduttore di Ni-Al, con un range di misura da -60°C a +850°C.

La termocoppia di tipo K è composta da un conduttore di Ni-Cr e un conduttore di Ni-Al, con un range di misura da -200°C a +1100°C.

Un termoresistore è un sensore di temperatura che sfrutta la variazione di resistenza di un materiale in funzione della temperatura.

Un PTC (Positive Temperature Coefficient Resistor) è un tipo di termoresistore la cui resistenza aumenta all'aumentare della temperatura.

Un NTC (Negative Temperature Coefficient Resistor) è un tipo di termoresistore la cui resistenza diminuisce all'aumentare della temperatura.

Una Pt100 è una termoresistenza in platino (Pt) con una resistenza di 100Ω a 0°C. È un tipo di sensore molto diffuso.

Una Pt1000 è una termoresistenza in platino (Pt) con una resistenza di 1000Ω a 0°C.