I TRASDUTTORI (GENERALITA')
---------------------------------------------------
I trasduttori (o sensori) sono dispositivi che trasformano una grandezza fisica d'ingresso in una grandezza elettrica in uscita, il cui valore dipende dalla grandezza d'ingresso: i fotoresistori e i microfoni sono esempi di trasduttori.
Volendo puntualizzare, un trasduttore (sarebbe meglio chiamarlo trasmettitore) è costituito dall'elemento (il sensore, interfacciato direttamente con l'ambiente esterno) su cui agisce la grandezza da misurare, compiendo l'azione esterna (ad es. un movimento) che viene poi applicata all'ingresso, e l'elemento (il trasduttore vero e proprio) che converte il risultato dell'azione esterna nella grandezza elettrica, che costituisce la grandezza d'uscita.
Gli attuatori ritrasformano la grandezza elettrica in una grandezza fisica: i motori, gli altoparlanti, ecc., sono esempi di attuatori.
Un esempio tipico di trasduttore è il termostato, il quale fornisce una grandezza elettrica che dipende dalla temperatura dell'ambiente esterno; un circuito di comando, presente nella "catena di misura" del sistema di controllo s'incarica di "azionare" l'impianto di riscaldamento, in modo da mantenere la temperatura al valore prefissato.
Il circuito di controllo può essere analogico o digitale: in quest'ultimo caso è necessaria la conversione della grandezza analogica ad una forma digitale, mediante un convertitore A/D (ADC).
Per fare un esempio, nel caso di un amplificatore audio, il segnale proveniente dal microfono (che è il trasduttore) viene preamplificato, equalizzato, ecc., e poi, una volta amplificato di nuovo da un "finale" di potenza, viene inviato all'altoparlante (l'attuatore), il quale emetterà una determinata potenza acustica.
Faccio notare che nel sistema di acquisizione sono presenti altri due componenti fondamentali: il sistema di condizionamento, in grado di "adattare" il segnale "trasdotto" alle caratteristiche dei circuiti che si susseguono nella catena, e il sistema di azionamento, che fornisce il segnale con la potenza richiesta dall'attuatore affinché questo possa compiere l'azione programmata (ad es. l'amplificatore di potenza fornisce all'altoparlante un segnale con valori sufficientemente elevati di corrente e di tensione).
Ci sono molti modi di classificare i trasduttori: 1) secondo la grandezza fisica in ingresso (la velocità, la posizione, ecc.); 2) secondo il tipo di grandezza elettrica in uscita (tensione, resistenza, ecc.); 3) in base al tipo di segnale prodotto, i trasduttori possono essere analogici o digitali.
I trasduttori possono essere primari (se convertono direttamente, come ad es. l'estensimetro, una grandezza fisica in una elettrica), secondari (se la grandezza fisica viene trasformata in un'altra grandezza fisica, come avviene ad es. nei trasduttori di forza), attivi (che generano direttamente il segnale elettrico senza bisogno di alcuna alimentazione, come nel caso delle termocoppie) e passivi (in grado di modificare un parametro elettrico senza generare energia, come ad es. nel caso dei potenziometri).
Per caratterizzare le prestazioni dei diversi trasduttori si fa ricorso ad alcuni parametri caratteristici: se la grandezza in ingresso rimane costante si parla di caratteristiche "statiche" mentre rispetto all'analisi della "risposta" del trasduttore alle variazioni della grandezza d'ingresso si parla di caratteristiche "dinamiche".
Più precisamente i parametri statici riguardano caratteristiche come la linearità, l'accuratezza, la precisione, la stabilità e così via, per quanto riguarda, invece, l'analisi dinamica di un trasduttore, il suo comportamento può essere descritto, come del resto un qualsiasi altro sistema fisico, nel dominio del tempo (applicando una sollecitazione a gradino in ingresso) oppure nel dominio della frequenza (analizzando i diagrammi di ampiezza e di fase della risposta ad un ingresso sinusoidale).
A presto ;)
P.S. Le "famiglie" di sensori che si trovano in commercio sono di due tipi: 1) semplici sensori ON/OFF, caratterizzati da un dispositivo "di soglia" che commuta non appena supera il valore preimpostato della grandezza da misurare; 2) dispositivi in grado di trasformare una grandezza fisica in una elettrica in modo continuo, ovvero caratterizzati da elementi che forniscono un valore continuo in uscita.
http://www.fermilecce.gov.it/area-download/finish/23-prof-neve-angelo/36-trasduttori-v8 :sisi:
