Differenza tra sensori e attuatori

Sensori e attuatori si trovano spesso nella stessa area delle apparecchiature per ambienti industriali. Sono gli elementi base di sistemi integrati. Nello stesso ambiente, ciascuno ha il proprio ruolo e dipende l'uno dall'altro. I sensori vengono utilizzati principalmente per tenere traccia delle condizioni di un dispositivo o di un ambiente. Al contrario, gli attuatori controllano gli eventi o l'ambiente all'interno del dispositivo. Successivamente, discutiamo le definizioni e le differenze tra sensori e attuatori.

Cos'è un Sensore?

Il sensore è un dispositivo che monitora eventuali cambiamenti che si verificano nell'ambiente fisico. Questi cambiamenti ambientali includono variazioni di temperatura, umidità, vibrazioni e pressione. Il sensore converte questi parametri fisici in segnali elettrici. Quindi inviano questi dati o allarmi a un sistema centrale affinché l'utente possa visualizzarli. Inoltre si adattano automaticamente a dispositivi specifici. Ad esempio, se un motore supera una determinata soglia di temperatura, si spegnerà automaticamente.

I seguenti sono otto dei tipi più comuni di sensori:

• Sensori di visione: Questi di solito usano le immagini per determinare un certo stato di un particolare oggetto. Come la presenza, l'orientamento e la precisione degli oggetti.
• Sensori di temperatura: Questo tipo di sensore può essere utilizzato nel settore della ristorazione. Possono essere efficaci nel prevenire il deterioramento degli alimenti.
• Sensori di vibrazione: Questi sensori aiutano a misurare i livelli di vibrazione delle risorse sensibili. Le persone lo usano principalmente per macchine rotanti.
• Sensori di sicurezza: Sensori che aiutano le aziende a mantenere i dipendenti al sicuro nelle loro strutture. Aiutano anche le aziende a tenere traccia di strumenti e attrezzature costosi.
• Sensori di pressione: La pressione cambia nelle risorse fisiche e ne modifica le prestazioni. I sensori di pressione avvisano gli utenti quando rilevano cambiamenti di pressione che potrebbero indicare un potenziale guasto.
• Sensori di umidità: Sensori utilizzati principalmente per controllare tracce di umidità. Aiutano a evitare gli effetti dei fattori di umidità su alcuni dispositivi elettronici estremamente sensibili.
• Sensori di gas: Sensori che rilevano la concentrazione di gas. Le persone li usano in un'ampia varietà di settori. I sensori di gas avvisano l'utente quando una concentrazione di gas è troppo alta o troppo bassa.
• Sensori inerziali: Un sensore che rileva e misura l'accelerazione, l'inclinazione e la vibrazione di un oggetto. Sono importanti per risolvere la navigazione, l'orientamento e il controllo del vettore di movimento.

Cos'è un attuatore?

L'attuatore è un dispositivo che può modificare una grandezza fisica. Può convertire segnali elettrici o elettricità in energia meccanica. Gli attuatori possono essere utilizzati per creare movimento o apportare modifiche ambientali. Alcuni esempi comuni sono l'uso di ventole per aiutare a ridurre le temperature. I servomotori possono essere utilizzati per azionare specifici oggetti di controllo. La maggior parte di questi attuatori è guidata dal software. Traducono i segnali di controllo in azioni spontanee. Esistono molti tipi di attuatori. Possono essere manuali, pneumatici, idraulici, elettrici e caricati a molla.

Di seguito sono riportati i cinque diversi tipi di attuatori:

• Attuatori manuali: Un attuatore richiede il controllo manuale manuale dell'utente di ingranaggi, barre o ruote. Non hanno bisogno di una fonte di alimentazione e sono economici. Hanno anche un netto svantaggio: l'applicabilità limitata.
• Attuatori pneumatici: Attuatori che utilizzano principalmente la pressione dell'aria per alimentare la valvola. Usano la pressione per spingere il pistone e quindi influenzare lo stelo della valvola.
• Attuatori idraulici: Questi attuatori utilizzano il fluido per generare pressione. Differiscono dagli attuatori pneumatici perché utilizzano la pressione del fluido per azionare la valvola.
• Attuatori elettrici: Attuatori che azionano la valvola in un modo realizzato da un motore elettrico. Sono silenziosi ed eccezionalmente efficienti da usare. Tuttavia, hanno bisogno di batterie o elettricità e non sono disponibili in determinate località.
• Attuatori a molla: Questo attuatore deve essere mantenuto in uno stato di rimbalzo finché non si verifica un trigger. Ogni volta che l'attuatore a molla raggiunge una soglia specifica, la molla si rilascia e aziona la valvola. Questo attuatore viene generalmente utilizzato per applicazioni di emergenza una tantum.

Differenza sensore e attuatore

I sensori e gli attuatori sono componenti importanti in qualsiasi macchinario. Hanno alcune differenze nella loro funzione o gestione. Qui elenchiamo 8 di queste differenze tra sensori e attuatori.

Definizione

Un sensore è un dispositivo progettato per rilevare e misurare eventi o cambiamenti nell'ambiente. Invia inoltre le informazioni raccolte ad altri dispositivi elettronici. D'altra parte, un attuatore è un componente della macchina. Converte i segnali elettrici in lavoro meccanico.

Dipendenze

I sensori e gli attuatori dipendono l'uno dall'altro. Possono dipendere l'uno dall'altro per eseguire un determinato compito. In presenza di entrambi, l'attuatore si affida ai sensori per svolgere il proprio lavoro. Malfunzionamenti del sistema quando uno o entrambi non funzionano correttamente.

Connessioni

Un sensore è solitamente collegato alla porta di ingresso del sistema. L'attuatore è l'opposto ed è collegato alla porta di uscita del sistema.

Utilizzo

Una delle principali differenze tra sensori e attuatori è il loro utilizzo. I sensori vengono utilizzati principalmente per tenere traccia dei cambiamenti nell'ambiente. D'altra parte, gli attuatori aiutano il ricercatore a controllare i cambiamenti ambientali o fisici.

Ingressi

I sensori prendono principalmente input dall'ambiente. Il modo in cui l'attuatore riceve il suo input attraverso il sistema o l'unità di condizionamento del segnale.

Produzione

Il sensore invia un segnale elettrico al mondo esterno. Il segnale elettrico legge le condizioni ambientali specifiche ed esegue i compiti assegnati. L'attuatore è diverso in quanto emette movimento. Determina la capacità di generare un'azione specifica misurando il calore o il movimento. La differenza di output è molto evidente tra sensori e attuatori.

Energia

Un sensore può richiedere o meno più potenza per funzionare. D'altra parte, gli attuatori devono avere una potenza extra per funzionare correttamente.

Applicazioni di sensori e attuatori

Per misurare la temperatura e le vibrazioni degli asset verranno utilizzati sensori come biosensori, sensori di immagine e di movimento. Altre applicazioni industriali per gli attuatori sono il funzionamento di serrande, valvole e giunti.

Ecco una tabella che delinea le principali differenze tra sensori e attuatori:

	Sensori	Attuatori
Definizione	Dispositivi che rilevano e misurano grandezze fisiche.	Dispositivi che convertono i segnali elettrici in movimento fisico o forza.
Funzione	Rileva e misura grandezze fisiche, come temperatura, pressione e luce.	Converti i segnali elettrici in movimento fisico o forza, come guidare sistemi meccanici o aprire e chiudere valvole.
Ingresso	Quantità fisiche	Segnali elettrici
Produzione	Segnali elettrici	Movimento fisico o forza
Esempi	Sensori di temperatura, sensori di pressione, sensori di movimento, sensori di luce	Motori, solenoidi, attuatori pneumatici e idraulici
Applicazioni	Monitoraggio delle condizioni ambientali, rilevamento di oggetti, misurazione dell'attività fisica	Azionamento di sistemi meccanici, controllo del flusso di fluidi, apertura e chiusura di valvole
Utilizzare nell'IoT	Raccolta e trasmissione di dati da postazioni remote	Controllo di sistemi e dispositivi in postazioni remote

Esempi di Sensori e Attuatori

Meccanica

Un tipico esempio di sensore meccanico è il sensore Barometro, che misura la pressione atmosferica. Il tubo del barometro di questo sensore è pieno di mercurio. La quantità di mercurio nel tubo aumenta all'aumentare della pressione atmosferica. Sono proporzionali tra loro.

Un esempio comune di attuatore meccanico è un dispositivo chiamato martinetto a vite. Se si stringono o si ruotano le viti di questo dispositivo, le sue gambe si muovono. Qui, l'attuatore meccanico converte la rotazione meccanica direttamente in movimento lineare.

Elettrico

I sensori elettrici vengono utilizzati principalmente per rilevare e misurare il flusso di elettricità attraverso un conduttore. Ci sono diverse conversioni di energia coinvolte in questo processo. Come convertire un segnale elettrico in un segnale magnetico e convertire questo segnale in un segnale meccanico.

I motori elettrici appartengono alla categoria degli attuatori elettrici. Questo tipo è un motore DC. I motori a corrente continua di solito funzionano attraverso una corrente elettrica che scorre attorno a una bobina. Fa apparire un campo magnetico attorno alla bobina. Gli attuatori elettrici creano questo campo magnetico quando convertono l'energia elettrica in energia magnetica. Il motore emette quindi l'energia magnetica come uscita meccanica sotto forma di movimento.

Settore automobilistico

I sensori che operano in un veicolo sono progettati per determinare lo stato del carburante. È possibile utilizzare i sensori per sapere se il carburante sta sparando o è in uno stato regolare Il carburante acceso può causare gravi danni a un'auto. Come anelli motore rotti e cuscinetti anomali. La presenza di sensori ci permette di evitare questi problemi. I sensori aiutano l'utente a sapere esattamente quanto bene il carburante sta bruciando o raffreddando nel veicolo. Il carburante eccessivamente freddo può influire sulle condizioni operative del veicolo. Il carburante in quello stato è più denso, limitando il buon funzionamento dell'auto.

Gli attuatori controllano la velocità inutile dell'auto nel motore dell'auto. L'attuatore supporta la regolazione delle vibrazioni dell'aria e ne aumenta la forza. Gli attuatori realizzati con questa tecnologia contribuiscono a fornire un'adeguata sicurezza agli utenti che viaggiano in auto. Gli attuatori possono anche essere applicati per controllare la ridistribuzione o il gas di scarico. E lo fa attraverso questa capacità di ottenere miglioramenti delle prestazioni.

Idraulico

Il sensore idraulico è una delle applicazioni di sensori molto popolari nella distribuzione dell'acqua. I sensori sono utilizzati principalmente per effettuare misurazioni della pressione e del flusso dell'acqua. Questi sensori possono essere utilizzati anche come misuratori. I sensori sono utilizzati anche nei sistemi di distribuzione dell'acqua per misurare la pressione istantanea e le rotture dei tubi. I sensori supportano anche la misurazione della portata dell'acqua. Le persone utilizzano principalmente misurazioni elettromagnetiche e vorticose come misuratori di portata nelle applicazioni pratiche.

Un attuatore idraulico con un pistone che scorre facilmente contiene un tubo cavo cilindrico all'interno del corpo. L'applicazione della pressione su un solo lato del pistone è chiamata movimento unidirezionale del pistone. Il movimento è anche chiamato ad azione singola. La molla in esso presente viene utilizzata come corsa di ritorno durante il movimento unidirezionale del pistone. Un altro tipo comune di azione della pressione è chiamato doppio effetto. Il doppio effetto applica la pressione su entrambi i lati del pistone. I due lati del pistone sono soggetti a diversi conflitti di pressione che consentono al pistone di muoversi.

Robotica

I sensori sono ampiamente utilizzati nella robotica e occupano una posizione estremamente importante. L'uso di sensori fornisce ai robot funzioni percettive e risposte simili a quelle umane. L'uso dei sensori nella robotica aiuta anche a migliorare le prestazioni dei robot. L'uso di sensori in questi robot consente loro di agire esternamente come esseri umani.

Gli attuatori sono invece utilizzati per i movimenti meccanici in questa condizione. In termini semplici, sono i muscoli del robot.

La differenza tra sensore e attuatore è chiara. I sensori si concentrano sul monitoraggio, mentre gli attuatori si concentrano sul controllo. Uno raccoglie informazioni e l'altro esegue l'azione comandata. Sia i sensori che gli attuatori sono i componenti che fanno funzionare le macchine in modo efficiente. Consentono alle apparecchiature di mantenere e migliorare il proprio stato operativo.

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Domande frequenti su sensori e attuatori

1. Cosa sono i sensori e gli attuatori e in cosa differiscono?

   I sensori rilevano e misurano grandezze fisiche, come temperatura, pressione e luce. Attuatori come motori o solenoidi convertono i segnali elettrici in movimento fisico o forza. Sensori e attuatori lavorano insieme in molti dispositivi elettronici per abilitare funzioni di automazione, controllo e feedback.

2. Quali sono i diversi tipi di sensori e come vengono utilizzati?

   Esistono molti tipi diversi di sensori, tra cui temperatura, pressione, prossimità e movimento. Sono utilizzati in varie applicazioni, come il monitoraggio delle condizioni ambientali, il rilevamento di oggetti e la misurazione dell'attività fisica.

3. In che modo i sensori e gli attuatori lavorano insieme nei dispositivi elettronici?

   I sensori rilevano le grandezze fisiche e le convertono in segnali elettrici, che vengono poi elaborati da un sistema di controllo. Il sistema di controllo invia quindi segnali agli attuatori, convertendo i segnali elettrici in movimento fisico o forza. Ciò consente ai dispositivi elettronici di rilevare e rispondere ai cambiamenti nell'ambiente o all'input dell'utente.

4. Quali sono alcuni esempi di sensori e attuatori utilizzati nella vita di tutti i giorni?

   Esempi di sensori e attuatori utilizzati nella vita di tutti i giorni includono sensori di temperatura nei termostati, sensori di movimento nei sistemi di sicurezza e motori in elettrodomestici come lavatrici e condizionatori d'aria.

5. In che modo i sensori e gli attuatori migliorano i processi industriali e la produzione?

   I sensori e gli attuatori possono essere utilizzati nei processi industriali e nella produzione per monitorare e controllare temperatura, pressione e portata. Ciò può migliorare l'efficienza, ridurre gli sprechi e migliorare la qualità del prodotto.

6. Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di sensori e attuatori nella robotica e nell'automazione?

   I sensori e gli attuatori sono essenziali per la robotica e l'automazione, consentendo alle macchine di percepire e rispondere al loro ambiente. Ciò può migliorare la precisione, la velocità e la sicurezza della produzione e di altri settori.

7. Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di sensori e attuatori wireless nelle applicazioni IoT?

   I sensori e gli attuatori wireless possono essere utilizzati nelle applicazioni IoT (Internet of Things) per raccogliere e trasmettere dati da postazioni remote. Ciò può migliorare l'efficienza, ridurre i costi e abilitare nuove applicazioni come case e città intelligenti.

8. Come vengono utilizzati i sensori e gli attuatori nelle case e negli edifici intelligenti?

   I sensori e gli attuatori possono essere utilizzati nelle case e negli edifici intelligenti per automatizzare le funzioni di illuminazione, riscaldamento e sicurezza. Ad esempio, i sensori di movimento possono accendere e spegnere automaticamente le luci e i termostati intelligenti possono regolare le impostazioni della temperatura in base all'occupazione e alle condizioni meteorologiche.