Unterschied zwischen Sensoren und Aktoren

Sensoren und Aktuatoren sind oft im gleichen Bereich der industriellen Umweltausrüstung zu finden. Sie sind die grundlegenden Elemente von eingebettete Systeme. In derselben Umgebung haben sie alle ihre Aufgabe und hängen voneinander ab. Sensoren werden hauptsächlich verwendet, um den Zustand eines Geräts oder der Umgebung zu erfassen. Umgekehrt steuern Aktoren die Ereignisse oder die Umgebung innerhalb des Geräts. Lassen Sie uns nun die Definitionen und Unterschiede zwischen Sensoren und Aktoren besprechen.

Was ist ein Sensor?

Der Sensor ist ein Gerät, das alle Veränderungen in der physischen Umgebung überwacht. Zu diesen Umgebungsveränderungen gehören Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration und Druckänderungen. Der Sensor wandelt diese physikalischen Parameter in elektrische Signale um. Anschließend senden sie diese Daten oder Alarme an ein zentrales System, das der Benutzer einsehen kann. Sie stellen sich auch automatisch auf bestimmte Geräte ein. Wenn zum Beispiel ein Motor eine bestimmte Temperatur überschreitet, wird er automatisch abgeschaltet.

Im Folgenden finden Sie acht der gebräuchlichsten Arten von Sensoren:

• Vision Sensoren: Diese verwenden in der Regel Bilder, um einen bestimmten Zustand eines bestimmten Objekts zu bestimmen. Zum Beispiel das Vorhandensein, die Ausrichtung und die Genauigkeit von Objekten.
• Temperatursensoren: Diese Art von Sensor kann sein in der Lebensmittelindustrie verwendet. Sie können den Verderb von Lebensmitteln wirksam verhindern.
• Vibrationssensoren: Diese Sensoren helfen bei der Messung der Vibrationsstärke empfindlicher Objekte. Sie werden meist für rotierende Maschinen verwendet.
• Sicherheitssensoren: Sensoren, die Unternehmen helfen, ihre Mitarbeiter in ihren Einrichtungen zu schützen. Außerdem helfen sie Unternehmen, den Überblick über teure Werkzeuge und Geräte zu behalten.
• Drucksensoren: Der Druck verändert sich in physischen Objekten und verändert deren Leistung. Drucksensoren alarmieren den Benutzer, wenn sie Druckveränderungen feststellen, die auf einen möglichen Ausfall hindeuten könnten.
• Feuchtigkeitssensoren: Sensoren, die hauptsächlich zur Kontrolle von Spuren von Feuchtigkeit verwendet werden. Sie helfen, die Auswirkungen von Feuchtigkeitsfaktoren auf einige extrem empfindliche elektronische Geräte zu vermeiden.
• Gas-Sensoren: Sensoren, die die Konzentration von Gasen messen. Sie werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Gassensoren alarmieren den Benutzer, wenn eine Gaskonzentration zu hoch oder zu niedrig ist.
• Trägheitssensoren: Ein Sensor, der die Beschleunigung, Neigung und Vibration eines Objekts erkennt und misst. Sie sind wichtig für die Lösung von Navigations-, Orientierungs- und Bewegungsträgerkontrollen.

Was ist ein Aktuator?

Der Aktor ist ein Gerät, das eine physikalische Größe verändern kann. Sie können elektrische Signale oder Elektrizität in mechanische Energie umwandeln. Aktuatoren können verwendet werden, um Bewegungen zu erzeugen oder Umgebungsbedingungen zu verändern. Einige gängige Beispiele sind der Einsatz von Ventilatoren, um die Temperatur zu senken. Servomotoren können verwendet werden, um bestimmte Steuerungsobjekte anzutreiben. Die meisten dieser Aktuatoren werden durch Software gesteuert. Sie setzen Steuersignale in spontane Aktionen um. Es gibt viele Arten von Aktuatoren. Sie können manuell, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch und federbelastet sein.

Im Folgenden finden Sie die fünf verschiedenen Arten von Aktuatoren:

• Manuelle Antriebe: Ein Aktuator erfordert die manuelle Steuerung von Zahnrädern, Stangen oder Rädern durch den Benutzer. Sie benötigen keine Stromquelle und sind preiswert. Sie haben aber auch einen entscheidenden Nachteil - die begrenzte Anwendbarkeit.
• Pneumatische Aktuatoren: Aktuatoren, die in erster Linie Luftdruck zum Antrieb des Ventils verwenden. Sie verwenden Druck, um den Kolben zu drücken und damit den Ventilschaft zu beeinflussen.
• Hydraulische Aktuatoren: Diese Aktuatoren verwenden eine Flüssigkeit zur Druckerzeugung. Sie unterscheiden sich von pneumatischen Aktuatoren, weil sie das Ventil mit Flüssigkeitsdruck betätigen.
• Elektrische Aktuatoren: Aktuatoren, die das Ventil mit Hilfe eines Elektromotors betätigen. Sie sind leise und äußerst effizient im Gebrauch. Sie benötigen jedoch Batterien oder Strom und sind an bestimmten Orten nicht verfügbar.
• Feder-Aktoren: Dieser Aktuator muss in einem Rückstoßzustand gehalten werden, bis ein Auslöser auftritt. Sobald der Federantrieb einen bestimmten Schwellenwert erreicht, gibt die Feder frei und betätigt das Ventil. Dieser Aktuator wird in der Regel für einmalige Notfallanwendungen verwendet.

Unterschied zwischen Sensor und Aktuator

Sensoren und Aktuatoren sind wichtige Komponenten in jeder Maschine. Sie weisen einige Unterschiede in ihrer Funktion oder Handhabung auf. Hier listen wir 8 dieser Unterschiede zwischen Sensoren und Aktuatoren auf.

Definition

Ein Sensor ist ein Gerät, das dazu dient, Ereignisse oder Veränderungen in der Umgebung zu erfassen und zu messen. Außerdem sendet er die gesammelten Informationen an andere elektronische Geräte. Ein Aktuator hingegen ist eine Maschinenkomponente. Er wandelt elektrische Signale in mechanische Arbeit um.

Abhängigkeiten

Sensoren und Aktuatoren sind voneinander abhängig. Sie können voneinander abhängig sein, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Wenn beide vorhanden sind, verlässt sich der Aktor auf die Sensoren, um seine Aufgabe zu erfüllen. Das System funktioniert nicht richtig, wenn einer oder beide nicht richtig funktionieren.

Verbindungen

Ein Sensor wird normalerweise an den Eingangsanschluss des Systems angeschlossen. Der Aktor ist das Gegenteil und wird mit dem Ausgangsanschluss des Systems verbunden.

Verwendung

Einer der Hauptunterschiede zwischen Sensoren und Aktuatoren ist ihre Verwendung. Sensoren werden in erster Linie verwendet, um Veränderungen in der Umgebung zu verfolgen. Aktuatoren hingegen helfen dem Forscher, Veränderungen in der Umgebung oder in der Physik zu kontrollieren.

Eingaben

Sensoren erhalten ihren Input hauptsächlich aus der Umgebung. Die Art und Weise, wie der Aktor seinen Input durch das System oder die Signalaufbereitungseinheit erhält.

Ausgabe

Der Sensor gibt ein elektrisches Signal an die Außenwelt ab. Das elektrische Signal liest die spezifischen Umgebungsbedingungen und führt die zugewiesenen Aufgaben aus. Der Aktor unterscheidet sich insofern, als er eine Bewegung ausgibt. Er bestimmt die Fähigkeit, eine bestimmte Aktion zu erzeugen, indem er Wärme oder Bewegung misst. Der Unterschied in der Ausgabe zwischen Sensoren und Aktuatoren ist sehr offensichtlich.

Strom

Ein Sensor kann, muss aber nicht unbedingt mehr Strom benötigen, um zu funktionieren. Aktuatoren hingegen benötigen mehr Strom, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Sensor- und Aktuatoranwendungen

Sensoren wie Biosensoren, Bild- und Bewegungssensoren werden zur Messung von Temperatur und Vibration eingesetzt. Weitere industrielle Anwendungen für Aktuatoren sind die Steuerung von Dämpfern, Ventilen und Kupplungen.

Hier ist eine Tabelle mit den wichtigsten Unterschieden zwischen Sensoren und Aktoren:

	Sensoren	Aktuatoren
Definition	Geräte, die physikalische Größen erfassen und messen.	Geräte, die elektrische Signale in physikalische Bewegung oder Kraft umwandeln.
Funktion	Erkennen und messen Sie physikalische Größen wie Temperatur, Druck und Licht.	Wandeln Sie elektrische Signale in physikalische Bewegung oder Kraft um, z. B. zum Antreiben mechanischer Systeme oder zum Öffnen und Schließen von Ventilen.
Eingang	Physikalische Quantitäten	Elektrische Signale
Ausgabe	Elektrische Signale	Körperliche Bewegung oder Kraft
Beispiele	Temperatursensoren, Drucksensoren, Bewegungssensoren, Lichtsensoren	Motoren, Solenoide, pneumatische und hydraulische Aktuatoren
Anwendungen	Umgebungsbedingungen überwachen, Objekte erkennen, körperliche Aktivität messen	Antrieb mechanischer Systeme, Steuerung des Flüssigkeitsflusses, Öffnen und Schließen von Ventilen
Einsatz im IoT	Sammeln und Übertragen von Daten von entfernten Standorten	Steuerung von Systemen und Geräten an entfernten Standorten

Beispiele für Sensoren und Aktuatoren

Mechanik

Ein typisches Beispiel für einen mechanischen Sensor ist der Barometersensor, der den atmosphärischen Druck misst. Das Barometerrohr dieses Sensors ist mit Quecksilber gefüllt. Die Quecksilbermenge im Rohr nimmt zu, wenn der atmosphärische Druck steigt. Sie sind proportional zueinander.

Ein gängiges Beispiel für einen mechanischen Antrieb ist ein Gerät namens Spindelhubgetriebe. Wenn man die Schrauben dieses Geräts anzieht oder dreht, bewegen sich seine Beine. Hier wandelt der mechanische Aktuator eine mechanische Drehung direkt in eine lineare Bewegung um.

Elektrisch

Elektrische Sensoren werden in erster Linie dazu verwendet, den Stromfluss durch einen Leiter zu erfassen und zu messen. An diesem Prozess sind mehrere verschiedene Energieumwandlungen beteiligt. Zum Beispiel die Umwandlung eines elektrischen Signals in ein magnetisches Signal und die Umwandlung dieses Signals in ein mechanisches Signal.

Elektromotoren gehören zur Kategorie der elektrischen Aktuatoren. Dieser Typ ist ein Gleichstrommotor. Gleichstrommotoren arbeiten in der Regel mit einem elektrischen Strom, der um eine Spule fließt. Dadurch entsteht um die Spule herum ein Magnetfeld. Elektrische Aktuatoren erzeugen dieses Magnetfeld, indem sie elektrische Energie in magnetische Energie umwandeln. Der Motor gibt dann die magnetische Energie als mechanische Leistung in Form von Bewegung ab.

Automobilindustrie

Die Sensoren in einem Fahrzeug sind so konzipiert, dass sie den Zustand des Kraftstoffs bestimmen. Mit Hilfe der Sensoren können Sie feststellen, ob der Treibstoff zündet oder sich in einem glatten Zustand befindet. Unzureichender Treibstoff kann große Schäden an einem Auto verursachen. Zum Beispiel gebrochene Motorringe und abnormale Lager. Das Vorhandensein von Sensoren ermöglicht es uns, diese Probleme zu vermeiden. Sensoren helfen dem Benutzer, genau zu wissen, wie gut der Kraftstoff im Fahrzeug verbrennt oder abkühlt. Übermäßig kalter Kraftstoff kann den Betriebszustand des Fahrzeugs beeinträchtigen. Der Kraftstoff ist in diesem Zustand dichter und schränkt die Laufruhe des Fahrzeugs ein.

Aktuatoren steuern die nutzlose Geschwindigkeit des Autos im Automotor. Der Aktuator unterstützt die Regulierung des Luftklapperns und erhöht dessen Kraft. Die mit dieser Technologie hergestellten Aktuatoren tragen dazu bei, den Fahrern im Auto angemessene Sicherheit zu bieten. Aktuatoren können auch zur Steuerung der Umverteilung von Abgasen eingesetzt werden. Durch diese Fähigkeit wird die Leistung verbessert.

Hydraulisch

Der Hydrauliksensor ist eine der Sensoranwendungen, die in der Wasserversorgung sehr beliebt sind. Die Sensoren werden hauptsächlich zur Messung von Druck und Durchfluss von Wasser verwendet. Diese Sensoren können auch als Messgeräte verwendet werden. Die Sensoren werden auch in Wasserverteilungssystemen verwendet, um den momentanen Druck und Rohrbrüche zu messen. Die Sensoren helfen auch bei der Messung der Durchflussmenge von Wasser. In der Praxis werden meist elektromagnetische und Wirbelmessungen als Durchflussmesser eingesetzt.

Ein hydraulischer Aktuator mit einem Kolben, der leicht gleitet, enthält ein zylindrisches Hohlrohr im Inneren des Körpers. Wenn nur eine Seite des Kolbens mit Druck beaufschlagt wird, spricht man von einer einseitigen Bewegung des Kolbens. Die Bewegung wird auch als einfachwirkend bezeichnet. Die darin enthaltene Feder dient als Rückhub während der einseitigen Bewegung des Kolbens. Eine andere gängige Art der Druckwirkung wird als doppeltwirkend bezeichnet. Bei der doppelten Betätigung wird der Druck auf beide Seiten des Kolbens ausgeübt. Die beiden Seiten des Kolbens sind unterschiedlichen Druckkonflikten ausgesetzt, die eine Bewegung des Kolbens ermöglichen.

Robotik

Sensoren sind in der Robotik weit verbreitet und nehmen eine äußerst wichtige Stellung ein. Der Einsatz von Sensoren bietet Robotern menschenähnliche Wahrnehmungsfunktionen und Reaktionen. Auch der Einsatz von Sensoren in der Robotik trägt dazu bei, die Leistung von Robotern zu verbessern. Die Verwendung von Sensoren in diesen Robotern ermöglicht es ihnen, nach außen wie Menschen zu agieren.

Auf der anderen Seite werden in diesem Zustand Aktuatoren für mechanische Bewegungen verwendet. Einfach ausgedrückt, sind sie die Muskeln des Roboters.

Der Unterschied zwischen Sensoren und Aktoren ist klar. Sensoren konzentrieren sich auf die Überwachung, während Aktoren sich auf die Steuerung konzentrieren. Der eine sammelt Informationen, der andere führt die befohlene Aktion aus. Sowohl Sensoren als auch Aktuatoren sind die Komponenten, die dafür sorgen, dass Maschinen effizient arbeiten. Sie ermöglichen es den Geräten, ihren Betriebszustand zu erhalten und zu verbessern.

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Über Sensoren und Aktoren FAQs

1. Was sind Sensoren und Aktoren und wie unterscheiden sie sich?

   Sensoren erfassen und messen physikalische Größen wie Temperatur, Druck und Licht. Aktoren wie Motoren oder Solenoide wandeln elektrische Signale in physikalische Bewegung oder Kraft um. Sensoren und Aktoren arbeiten in vielen elektronischen Geräten zusammen, um Automatisierungs-, Steuerungs- und Feedbackfunktionen zu ermöglichen.

2. Welche Arten von Sensoren gibt es und wie werden sie eingesetzt?

   Es gibt viele verschiedene Arten von Sensoren, einschließlich Temperatur, Druck, Nähe und Bewegung. Sie werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei der Überwachung von Umgebungsbedingungen, der Erkennung von Objekten und der Messung körperlicher Aktivität.

3. Wie arbeiten Sensoren und Aktoren in elektronischen Geräten zusammen?

   Sensoren erfassen physikalische Größen und wandeln sie in elektrische Signale um, die dann von einer Steuerung verarbeitet werden. Das Steuersystem sendet dann Signale an Aktuatoren und wandelt elektrische Signale in physikalische Bewegung oder Kraft um. Dadurch können elektronische Geräte Änderungen in der Umgebung oder Benutzereingaben erkennen und darauf reagieren.

4. Was sind einige Beispiele für Sensoren und Aktoren, die im Alltag verwendet werden?

   Beispiele für im Alltag verwendete Sensoren und Aktoren sind Temperatursensoren in Thermostaten, Bewegungssensoren in Sicherheitssystemen und Motoren in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen und Klimaanlagen.

5. Wie verbessern Sensoren und Aktoren industrielle Prozesse und Fertigung?

   Sensoren und Aktoren können in industriellen Prozessen und in der Fertigung eingesetzt werden, um Temperatur, Druck und Durchfluss zu überwachen und zu steuern. Dies kann die Effizienz verbessern, Abfall reduzieren und die Produktqualität verbessern.

6. Welche Vorteile bietet der Einsatz von Sensoren und Aktoren in der Robotik und Automatisierung?

   Sensoren und Aktuatoren sind für die Robotik und Automatisierung unerlässlich, damit Maschinen ihre Umgebung wahrnehmen und darauf reagieren können. Dies kann die Präzision, Geschwindigkeit und Sicherheit in der Fertigung und in anderen Branchen verbessern.

7. Welche Vorteile bietet der Einsatz drahtloser Sensoren und Aktoren in IoT-Anwendungen?

   Drahtlose Sensoren und Aktoren können in IoT-Anwendungen (Internet of Things) verwendet werden, um Daten von entfernten Standorten zu sammeln und zu übertragen. Dies kann die Effizienz verbessern, Kosten senken und neue Anwendungen wie Smart Homes und Städte ermöglichen.

8. Wie werden Sensoren und Aktoren in Smart Homes und Gebäuden eingesetzt?

   Sensoren und Aktoren können in Smart Homes und Gebäuden eingesetzt werden, um Beleuchtungs-, Heizungs- und Sicherheitsfunktionen zu automatisieren. Beispielsweise können Bewegungssensoren das Licht automatisch ein- und ausschalten, und intelligente Thermostate können die Temperatureinstellungen je nach Belegung und Wetterbedingungen anpassen.