Otomasi industri berkembang semakin cepat, dan Industri 4.0 adalah tujuan otomasi industri pada tahap ini. Untuk otomasi industri, walaupun semua orang pernah mendengarnya, namun tidak semua orang begitu paham dengan otomasi industri. Untuk meningkatkan pemahaman Anda tentang otomasi industri, artikel ini akan memperkenalkan sensor, komponen penting dari otomasi industri. Melalui artikel ini, Anda akan memahami bagaimana sensor membuat semua kontrol menjadi lebih otomatis.
Sensor (Sensor) merupakan suatu alat yang umum namun sangat penting, merupakan perasaan terhadap ketentuan besaran yang diukur dan menurut hukum tertentu akan diubah menjadi suatu alat atau alat sinyal yang berguna. Untuk sebuah sensor, masukan dapat dibagi menjadi besaran statis dan dinamis sesuai dengan keadaan masukannya. Kita bisa mendapatkan karakteristik statis sensor berdasarkan hubungan antara keluaran dan masukan dalam keadaan tunak setiap nilainya. Indikator utama karakteristik statis sensor adalah linearitas, histeresis, pengulangan, sensitivitas dan akurasi. Karakteristik dinamis sensor mengacu pada karakteristik respons kuantitas masukan terhadap waktu. Karakteristik dinamis biasanya dijelaskan oleh fungsi transfer dan model kontrol otomatis lainnya. Biasanya, sinyal yang diterima oleh sensor memiliki sinyal frekuensi-rendah yang lemah, dan amplitudo gangguan eksternal terkadang melebihi sinyal yang diukur, sehingga penghapusan kebisingan yang masuk menjadi teknologi sensor utama.
Sensor fisik adalah sensor yang mendeteksi kuantitas fisik. Ini adalah penggunaan efek fisik tertentu, kuantitas fisik yang akan diukur ke dalam bentuk energi perangkat sinyal untuk memudahkan pemrosesan. Sinyal keluarannya mempunyai hubungan tertentu dengan sinyal masukan. Sensor fisik utama adalah sensor fotolistrik, sensor piezoelektrik, sensor piezoresistif, sensor elektromagnetik, sensor termoelektrik, dan sensor serat optik. Sebagai contoh, mari kita lihat sensor fotolistrik yang lebih umum digunakan. Sensor jenis ini mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik, mendeteksi langsung informasi radiasi dari suatu benda, dan juga dapat mengubah besaran fisika lainnya menjadi sinyal cahaya. Prinsip utamanya adalah efek fotolistrik: ketika cahaya mengenai suatu zat, efek listrik pada zat tersebut berubah, yang dalam hal ini meliputi emisi elektron, konduktivitas, dan arus potensial. Tentunya perangkat yang dapat dengan mudah menghasilkan efek seperti itu menjadi komponen utama sensor fotolistrik, seperti fotoresistor. Dengan cara ini, kita mengetahui bahwa alur kerja utama sensor fotolistrik adalah menerima iradiasi cahaya yang sesuai, melalui perangkat seperti fotoresistor untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, dan kemudian melalui proses amplifikasi dan penghilangan noise, diperoleh sinyal listrik keluaran yang diinginkan. Disini sinyal keluaran dan sinyal cahaya asli mempunyai hubungan tertentu, biasanya mendekati hubungan linier, sehingga perhitungan sinyal cahaya asli tidak terlalu rumit. Sensor fisik lainnya dianalogikan dengan sensor fotolistrik.
Kisaran penerapan sensor fisik sangat luas, kita hanya melihat dari sudut pandang biomedis untuk melihat penerapan sensor fisik, dan kemudian tidak sulit untuk berspekulasi bahwa sensor fisik di aspek lain juga memiliki penerapan penting.
Misalnya, pengukuran tekanan darah adalah salah satu pengukuran medis yang paling rutin. Pengukuran tekanan darah yang biasa kita lakukan adalah pengukuran tidak langsung, dimana hubungan antara aliran darah dan tekanan yang terdeteksi oleh permukaan tubuh digunakan untuk mengukur tekanan darah di pembuluh darah. Transduser yang digunakan untuk mengukur tekanan darah biasanya terdiri dari diafragma elastis, yang mengubah sinyal tekanan menjadi deformasi diafragma, yang kemudian diubah menjadi sinyal listrik berdasarkan regangan atau perpindahan diafragma. Pada puncak sinyal listrik kita dapat mendeteksi tekanan sistolik, setelah melewati inverter dan peak detector kita dapat memperoleh tekanan diastolik, dan melalui integrator kita dapat memperoleh tekanan rata-rata.
Mari kita lihat teknik respirometri. Pengukuran pernapasan merupakan dasar penting untuk diagnosis klinis fungsi paru-paru dan penting dalam pembedahan dan pemantauan pasien. Misalnya, saat menggunakan sensor tipe termistor-yang digunakan untuk mengukur laju pernapasan, resistor sensor dipasang di bagian luar ujung depan klip, yang dijepit ke hidung, dan laju pernapasan, serta keadaan udara panas, dapat diukur oleh termistor ketika aliran udara pernapasan mengalir di atas permukaan termistor.
Lalu ada proses pengukuran suhu permukaan tubuh yang paling umum, terlihat mudah namun memiliki mekanisme pengukuran yang rumit. Suhu permukaan tubuh ditentukan oleh sejumlah faktor, termasuk aliran darah lokal, konduktivitas termal jaringan di bawahnya, dan pembuangan panas dari epidermis, sehingga pengukuran suhu kulit memperhitungkan sejumlah pengaruh. Sensor jenis termokopel lebih umum digunakan untuk pengukuran suhu, biasanya sensor termokopel batang dan sensor termokopel film tipis. Karena ukuran termokopel sangat kecil, keakuratannya bisa lebih tinggi dari tingkat mikron, sehingga pengukuran suhu pada suatu titik tertentu bisa lebih akurat, ditambah dengan analisis statistik nantinya, dapat menghasilkan hasil analisis yang lebih komprehensif. Ini adalah termometer air raksa tradisional yang tidak dapat dibandingkan, namun juga menunjukkan penerapan teknologi baru untuk pengembangan ilmu pengetahuan membawa prospek yang luas.
Dari pendahuluan di atas dapat dilihat, hanya saja dalam aspek biomedis, sensor fisik memiliki beragam aplikasi. Arah pengembangan sensor adalah sensor multifungsi, berbasis gambar, dan cerdas. Pengukuran sensor sebagai sarana penting akuisisi data, produksi industri dan bahkan kehidupan keluarga adalah perangkat penting, dan sensor fisik dan keluarga sensor yang paling umum, penggunaan sensor fisik yang fleksibel tentu akan mampu menciptakan lebih banyak produk, manfaat yang lebih baik.