...
- jännitteenjakaja (vastus)
- jänniteviesti 0-5VDC / 0-10 VDC
- virtaviesti 0-20 mA / 4-20 mA
- inkrementtiviesti, inkrementtianturit
- aboluuttiviesti, absoluuttianturi
- sarjaliityntä RS232/422 liityntä
- CAN, CANopen tai DeviceNet
- Ethernet, Ethercat
- I2C
- SPI
Erilaisia anturita on lukematon määrä. Tietotekniikan lisääntyessä kaikkialla antureiden määrä ja kirjo kasvaa jatkuvasti. Ne voidaan lajitella mm. toimintatavan, mitausperiaatteen, mittauskohteen tai sovellutuskohteen perusteella. Tämä moniste keskittyy koneautomaatiossa ja mekatroniikassa yleisesti käytettyihin antureihin.
Anturi kerää tietoa prosessin tai koneen tilasta. Anturi sisältää tuntoelimen (sensor), johon mitattava ilmiö vaikuttaa. Mittamuunnin (transducer) muuntaa mittausarvot mittausviestiksi, usein sähköjännitteeksi tai -virraksi. Mittalähetin (transmitter) muuntaa mittausviestin lähtöviestiksi. Lähtöviestit ovat usein standardeja, esimerkiksi 4 - 20 mA tai 0 - 10 VDC.
Koneen ohjausjärjestelmä lukee viestin ja tarvittaessa käsittelee sitä mittaustuloksen saamiseksi. Mittaustulosta voidaan käyttää sovellutuksesta riippuen monilla tavoilla (raportointi, tunnistus, säätö…). Anturilla on usein nimellinen mittausalue, jonka tulee olla vähintään vastaava kuin mittauskohteessa esiintyvä suurin arvo.
Mittaustulos sisältää tavallisesti systemaattisia ja satunnaisia virheitä. Korjatusta mittaustuloksesta on poistettu tunnetut systemaattiset virheet. Antureiden valmistajat ilmoitavat teknisissä tiedoissa anturin mittaustarkkuuteen liittyviä tietoja:
- Mittausepävarmuus (Accuracy) ilmoitetaan prosentteina mittausalueesta (% of Full Scale, % FS). Se kertoo kuinka suuri virhe korjattuun mitautulokseen voi sisältyä. Mittausepävrmuuteen sisältyvät myös seuraavana mainitut virheet.
- Epälineaarisuus (Non-linearity) lähtöviestin poikkeaman ideaalisuorasta (prosentteina mittausalueesta). Ideaalisuoran määrrittely voi perustua erilaisiin tapoihin (mittausarvoista pienimmän neliösumman menetelmällä laskettu suora, tai edellinen sovitettuna kulkemaan nolla- tai alkupisteen kautta, päätepisteiden kautta piirretty suora, anturian teoriasta laskettu suora).
- Hystereesi (Hysteresis) tarkoittaa lähtäviestin eroa samalla mittausarvolla, kun mittaus tehdään sekä nousevaan, että laskevaan suuntaan. Tämäkin ilmoitetaan prosentteina mittausalueesta.
-
- Toistettavuus (Non-repeatability) ilmoittaa anturin kyvyn ilmoittaa lähtöviesti samalla mittausarvolla (prosentteina mittausalueesta).
- Erotustarkkuus, eli resoluutio (resolution) Ilmoittaa pienimmän askelmuutoksen, kun mittausarvo muuttuu jatkuvasti.
- Erotuskynnys on pienin mittausarvon muutos, joka aiheuttaa muutoksen anturin lähtöviestiin.
- Pitemmän ajan kuluessa anturin mittaustulokseen voi syntyä siitymää (Drift)
Anturin dynaamisia ominaisuuksia kuvataan aikavakiolla (Time constant) ja kaistanleveydellä (Bandwidth). Aikavakio kertoo kuinka nopeasti lähtöviesti saavuttaa n 63 % loppuarvostaan, kun mittausarvo muuttuu askelmaisesti. Rinnalla käytetään myös vasteaikaa (Response time), joka ilmoittaa lähtöarvon muutosajan välillä 10…90 % loppuarvosta mittausarvon muuttuessa askelmaisesti. Kaistanleveys kuvaa anturin kykyä käsitellä eri taajuisia signaaleja. Kaistanleveys ilmoitetaan rajataajuutena (Hz) -3dB kohdalla (taajuus, jolla mittaustulos on vaimentunut 3dB, vastaa n 30 % pienentymistä).
Älykäs anturi pystyy käsittelemään mittausviestiä monipuolisemmin. Yleisesti ottaen anturit kehittyvät älykkäiden antureiden suuntaan. Tämän tekee mahdolliseksi tietotekniikan soveltaminen mittausviestin käsittelyssä. Lisäksi antureiden liittäminen suoraan kenttäväylään yleistyy. Antureita integroidaan yhä enemmän myös mm toimilaitteiden ja venttiilien yhteyteen.
IP-luokitusjärjestelmä
Euroopassa käytetään sähkökojeiden tiiveyden määrittämiseksi IP-luokitusjärjestelmää. IP-luokitukset määrittävät sähkökojeen suojauksen ulkoisia ympäristöolosuhteilta, kuten pöly ja vesi, vastaan.
Sähkölaitteissa käytetään yleisesti kaksinumeroista IP-merkintää. Esim. IP 54 ensimmäinen numero kertoo tuotteen suojauksen vieraita esineitä tai pölyä vastaan (suojattu pölyltä) ja toinen numero kertoo sähkölaitteen suojauksen vettä vastaan (suojattu roiskevedeltä).