技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)智能傳感器的發(fā)展

物理特性對(duì)感知功能至關(guān)重要，這些科學(xué)法則決定了量程范圍和精度。電感式接近傳感器和超聲波傳感器是現(xiàn)有傳感器中最常見(jiàn)的類型。

感應(yīng)接近式傳感器，內(nèi)部有線圈，可以產(chǎn)生一個(gè)射頻場(chǎng)，來(lái)檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象的存在。為了達(dá)到最佳的精度和準(zhǔn)確度，工程師們應(yīng)該選擇最小的射頻場(chǎng)來(lái)檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象。

這是因?yàn)橹貜?fù)性和滯后性。重復(fù)性是操作點(diǎn)在重復(fù)操作時(shí)的準(zhǔn)確度，通常為檢測(cè)范圍的2%或更小。滯后是當(dāng)測(cè)量目標(biāo)對(duì)象接近傳感器時(shí)感知的信號(hào)，與目標(biāo)離開(kāi)信號(hào)關(guān)閉時(shí)兩者之間的差異。一般計(jì)算為感知場(chǎng)變化的百分比，通常是5%。

例如，如果一個(gè)8毫米傳感器的量程為3毫米，重復(fù)性將是0.06毫米，典型的滯后將是0.15毫米。更大的80×80毫米“冰球”式傳感器，量程為50毫米，重復(fù)性為1毫米，典型的滯后為2.5毫米。

對(duì)于那些需求非常特殊的趨近式感應(yīng)傳感器應(yīng)用場(chǎng)合，8毫米傳感器會(huì)更準(zhǔn)確，因?yàn)殚_(kāi)/關(guān)信號(hào)窗口更精確。

在更大范圍內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)傳感，超聲波傳感器往往比較合適。這些傳感器利用聲波檢測(cè)目標(biāo)，通過(guò)發(fā)射聲波脈沖，然后接收反射信號(hào)。

超聲波傳感器可靠檢測(cè)的距離最高可達(dá)6米。對(duì)更復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)傳感，超聲波傳感器也非常理想，比如形狀不規(guī)則的或透明的目標(biāo)、非金屬物體、更廣泛的檢測(cè)區(qū)域或者當(dāng)粉塵或油膜存在時(shí)候。

液位監(jiān)測(cè)和玻璃檢測(cè)是超聲波傳感器的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例。檢測(cè)透明物體如玻璃對(duì)基于視覺(jué)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，但如果傳感器安裝妥當(dāng)，透明材料仍能反射聲波。

液體在反射聲波時(shí)，表面清晰異常，因此超聲波傳感器通常用于監(jiān)測(cè)容器中的液位。

惡劣環(huán)境也會(huì)嚴(yán)重影響范圍和精度。惡劣環(huán)境可能會(huì)涉及到大量的環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，從腐蝕性化學(xué)品到灰塵和其它侵入。選擇合適的材料，可以保證傳感器能夠承受這些變化，可靠地檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象。如果有苛刻的化學(xué)品存在，不銹鋼是最好的選擇。黃銅則通常適用于無(wú)化學(xué)品的環(huán)境。
傳感器設(shè)計(jì)將繼續(xù)發(fā)展，為深入了解制造過(guò)程和工作流程提供新的機(jī)會(huì)。通過(guò)為感知傳感器配置類似的IO-Link和功能強(qiáng)大的微處理器，工程師可以把系統(tǒng)性能和操作從PLC層提升到設(shè)備級(jí)。