Cosa sono i Trasduttori?

La tecnologia e il progresso sono sempre dietro l’angolo. È davvero fin troppo facile rimanere uno e due passi indietro, e in men che non si dica senza che te ne possa rendere conto sei lontano anni luce.

Negli ultimi anni infatti sono molti i lavoratori, gli operai specializzati che a mano mano vengono “sostituiti” dalle macchine e dai loro ingranaggi perfetti, un po’ come si fa con i componenti di ricambio delle auto.

Questo cambiamento graduale però, non prevede solo questo aspetto tutt’altro che positivo.

Come in ogni cosa e cambiamento ci sono sempre più sfaccettature. Ad esempio uno dei primi benefici che possono venire in mente da questo cambiamento sono la netta riduzione di incidenti sul lavoro, anche gravi, in quanto le macchine non commettono errori così facilmente.

L’automazione: la quarta rivoluzione industriale

Con il termine automazione industriale si intende il processo che rende l’intera lavorazione di determinati beni e servizi in un percorso non più manuale, ma bensì automatico svolto in tutto e per tutto da macchinari.

Al giorno d’oggi il processo industriale che si sta generando è quello che viene definito come quarta rivoluzione industriale oppure industria 4.O, e consiste nell’innovativo sistema che prevede il suo funzionamento attraverso una serie di collegamenti tra le varie macchine e la stessa rete dell’azienda principale, cosa che nelle precedenti rivoluzioni industriali non accadeva.

Detto così sembra tutto bellissimo e perfetto, in realtà le macchine sono un mezzo e non un fine.
Un fattore estremamente importante e decisivo per la riuscita del processo di automazione è naturalmente la scelta delle componenti per l’automazione industriale; e in questo caso è più che necessaria la presenza umana.
Sono davvero molto i componenti e gli strumenti all’interno dell’industria, necessari per il funzionamento delle macchine e di tutto il sistema senza i quali non sarebbe possibile far nulla.

Componenti per l’automazione industriale: cosa sono e quali scegliere

Queste tipologie di componenti, che solo a sentirne il nome non si comprende bene cosa siano, sono in realtà i veri protagonisti di questa rivoluzione industriale. Tra questi troviamo alcuni elementi come:

• Componenti elettromeccaniche
• Drives e Motion Control
• Regolatori e Indicatori
• Alimentatori di Interfacce elettroniche
• Componenti per Bus di campo
• Sensori Trasduttori
• Attuatori

Naturalmente se tu che stai leggendo questo articolo lavori nel settore delle industrie, saprai molto bene che ogni componente ha un ruolo proprio ed essenziale.

Infatti se non si scelgono ed acquistano componenti di prima qualità è molto probabile che i meccanismi dei macchinari si inceppino con maggiore facilità e di conseguenza l’iniziale risparmio si trasformerà nel breve tempo in un grande dispendio di denaro, tempo e risorse. È di fondamentale importanza dunque nel caso non si abbia la conoscenza necessaria o altamente approfondita, rivolgerti a personale qualificato che sarà in grado di consigliarti sugli investimenti da fare riguardo ai componenti da scegliere e guidarti da vicino nella scelta.

In particolare verranno approfonditi gli usi specifici dei differenti elementi e la loro importanza, come ad esempio la differenza tra sensori e attuatori: nel primo caso di tratta di elementi di percezione mentre i secondi sono elementi che agiscono effettivamente per mettere in atto il comando ricevuto.

Ora vediamo più da vicino alcuni componenti tra quelli sopra elencati, i Trasduttori. In particolare Tecnoemme si affida ai trasduttori Turck Banner per la qualità dell’assistenza ramificata in tutti i continenti e per la loro affidabilità nel campo industriale.

I Trasduttori: cosa sono, a cosa servono e quali tipologie esistono?

Partiamo rispondendo alla prima domanda, cosa sono i trasduttori.

Sono dei dispositivi di qualsiasi genere destinati a convertire una grandezza fisica in un’altra alterandone alcune delle caratteristiche che la identificano. A volte il termine “trasduttore” è utilizzato come sinonimo del termine “sensore”, sebbene nella terminologia tecnica abbiano un significato differente. Il segnale elettrico è oggi un “vettore” estremamente versatile per la trasmissione o la memorizzazione ed elaborazione di informazioni tecniche da inviare agli ingranaggi più disparati.

Ora rispondiamo alla seconda domanda, a cosa effettivamente servono i trasduttori, ovvero questi “vettori”. Praticamente i trasduttori a livello industriale non sono altro che quelle componenti “trasformatrici” di grandezze come la temperatura, pressione o velocità in segnali elettrici, ovvero in impulsi, in “pneumatici” di intensità variabile in base all’intensità iniziale della grandezza.
Come appena detto esistono diversi tipi di trasduttori:

• Trasduttore di Pressione: un trasduttore o sensore di pressione è uno strumento costituito da un elemento di rilevazione della pressione che determina la pressione reale applicata al sensore, utilizzando principi di funzionamento diversi, e da alcuni componenti che convertono tali informazioni in un segnale in uscita.
• Trasduttore di Temperatura: un trasduttore di temperatura è un dispositivo che trasforma un valore di temperatura in un valore di resistenza elettrica. Questo tipo di trasduttore deve avere due caratteristiche basilari: la linearità e la costanza nel tempo. La scelta del trasduttore avviene in base alle esigenze applicative specifiche e in particolar modo dall’intervallo di temperatura da misurare.
• Trasduttore di Velocità: i Trasduttori di velocità si distinguono in lineari ed angolari. Nel primo caso è presente un magnete che è costantemente libero di muoversi avvolgendosi attorno all’oggetto di cui si deve misurare la velocità, mentre nel secondo caso il trasduttore angolare fornisce una tensione continua in uscita che è direttamente proporzionale alla velocità angolare. Un esempio pratico può essere un tachimetro.

Problemi che possono sorgere dall’uso di Trasduttori e perché

La tecnologia su cui si basa il funzionamento dei trasduttori è di ultima generazione ma nonostante ciò può accadere di incontrare degli ostacoli legati a determinati problemi tecnici inerenti alla temperatura o alla pressione.

Generalmente i problemi più comuni in cui si può increspare sono ad esempio legati al surriscaldamento del trasduttore, per via dell’aumento della temperatura che non rispetta i range limite in cui dovrebbe rientrare. Facendo ciò si verifica un problema a catena che porta il trasduttore a non essere più in grado di compensare l’alta temperatura.

Un altro elemento importante è la sensibilità del trasduttore, ovvero il rapporto tra la variazione dell’uscita del trasduttore e la variazione corrispondente alla grandezza da misurare. In particolare il valore della sensibilità può essere misurato per ogni grandezza dalla sua funzione di taratura, ad esempio in un sensore di pressione con uscita in tensione la sensibilità si esprime in volt/bar.

Per questo motivo è importante procurarsi trasduttori di ottima qualità, in quanto essi funzionando tramite impulsi elettrici (bit), devono rigorosamente essere stabili. Se questo non avviene vuol dire che gli impulsi della grandezza fisica iniziale non si convertono correttamente nella forma di energia richiesta.

Di conseguenza se si verifica un problema, un errore durante la fase iniziale il risultato porterà all’imprecisione della traduzione elettrica e a sua volta all’irripetibilità della trasformazione in sequenza del segnale. Per questo è importante che le macchine siano efficienti ma soprattutto versatili.

Nella scelta del giusto trasduttore è importante conoscere bene le temperature con cui si lavora, se le misurazioni sono inesatte e la tecnica no n viene adeguatamente compensata in funzione della temperatura possono verificarsi errori ed imprecisioni.

Detto ciò cosa serve per garantire a livello industriale l’efficienza, la precisione nonché la velocità di produzione? Un aiuto può arrivare proprio dalla ricerca e dall’innovazione di cui un esempio concreto è la possibilità di collegarsi ad un bus come IoLink specifico per l’industria 4.O, si tratta della prima tecnologia I/O standardizzata a livello mondiale che comunica dal controllore al livello più basso dell’automazione e integra sensori/attuatori nel bus di campo. Questi ultimi sono connessioni intelligenti che sostituiscono i normali cavi utilizzati senza però compromettere la funzionalità del sistema produttivo industriale.