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EMBEDDED 88 • MAGGIO • 2023 45 INDUSTRIAL SENSORS | HARDWARE ché, oltre a svolgere il loro ruolo primario, i sensori utiliz- zati nell’industria devono possedere funzionalità aggiuntive come l’autodiagnostica, l’autocalibrazione, il funzionamento autonomo con il minimo consumo energetico, la compatibili- tà con la rete di sensori cablata o wireless e un piccolo fattore di forma. Inoltre, oltre alla maggiore funzionalità, i sensori industriali devono essere estremamente robusti e affidabili. Per soddisfare tutti i suddetti requisiti, tali sensori devono possedere un certo livello di intelligenza. Sensori di temperatura Un sensore di temperatura è un dispositivo che raccoglie in- formazioni termiche da una risorsa e le traduce in una for- ma che può essere compresa da un altro dispositivo. Questi sensori sono spesso divisi in due sottoinsiemi: coefficiente di temperatura positivo (PTC) o coefficiente di temperatu- ra negativo (NTC). I termistori PTC sono resistori con un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che la resistenza aumenta con la temperatura. Questi sensori sono utilizzati negli avvolgimenti dei motori elettrici industria- li insieme a un relè di monitoraggio per fornire protezione dal surriscaldamento per evitare danni all’isolamento degli avvolgimenti. Questo monitoraggio, che può essere collegato alla rete di sensori wireless, consente regolazioni in tempo reale e misure preventive per contrastare potenziali disastri. D’altra parte, i sensori NTC o termistori, ossia resistori la cui resistenza diminuisce all’aumento della temperatura, hanno stabilità a lungo termine su un’ampia gamma di tempera- ture. Questi sensori vengono utilizzati nell’IIoT (Industrial IoT) nei gruppi di sonde a termistore e nelle fabbriche intel- ligenti per la diagnosi dei guasti. Come il PTC, i sensori NTC possono anche essere collegati alla rete di sensori wireless per una supervisione wireless totale. In figura 1 un esempio di un tipico termistore con a fianco l’andamento della sua resistenza in funzione della temperatura. Sensori di prossimità I sensori di prossimità hanno una vasta gamma di usi in un impianto industriale. I sensori di prossimità induttivi posso- no rilevare il metallo nelle vicinanze, consentendo sicurezza alle interfacce uomo-macchina (HMI). I sensori di portata laser sono un altro importante esempio di sensori di prossi- mità in un moderno ambiente. Un laser per topologia 1D può essere utilizzato per il rilevamento di oggetti su una linea di trasporto come sensore di movimento a infrarossi, mentre un sensore lidar 2D può essere utilizzato per identificare il posizionamento di varie parti nella linea di produzione. Sensori di vibrazione I sensori di vibrazione acquisiscono i dati dalle variazioni di ultra bassa frequenza. Utilizzano elementi dell’accelerome- tro MEMS (sistemi microelettromeccanici) per misurare la frequenza delle vibrazioni, che a sua volta fornisce dati criti- ci per la diagnosi dei guasti e altre misurazioni vitali. Accele- rometri, giroscopi, unità di misura inerziale (IMU) e bussole elettroniche utilizzano tutti sensori di vibrazione. I sensori di temperatura, prossimità e vibrazione sono solo una parte delle decine di sensori attualmente utilizzati nell’automazione industriale. I sensori di pressione, pH, flus- so e ultrasuoni sono tutti attualmente utilizzati negli impian- ti per raccogliere dati e monitorare le operazioni. Come le loro controparti, tutti questi sensori possono esse- re collegati direttamente alla rete di sensori wireless dell’IoT per fornire analisi in tempo reale e il monito- raggio condizionale. Questi sensori wireless semplifi- cano la comunicazione e la raccolta dei dati degli im- pianti. Sensori wireless Con i sensori wireless, l’IoT è possibile. Individui e orga- nizzazioni possono utilizza- re sensori wireless per abili- tare molti diversi tipi di ap- plicazioni intelligenti. Dalle case interconnesse alle città Fig. 1 – Un tipico termistore