Anturi
Anturi (aistin, sensori, mittalähetin) on mittalaitteen osa, jonka reagointia ympäristön kanssa, esimerkiksi sähkönjohtavuuden muutosta, käytetään avuksi fysikaalisten suureiden mittaamiseen tai kemiallisten yhdisteiden tunnistamiseen. Anturissa itsessään ei yleensä ole näyttöä tai osoitinlaitetta, vaan anturi välittää mittauksen tiedon eteenpäin mittarille tai automaatiojärjestelmälle.
Anturi voi välittää tietonsa kahtena tilana, 1 tai 0, jolloin käytetään käsitettä kaksitila-anturi, tai analogisesti.[1]
Terminologiasta
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Automaatiossa käytetään mittalaitteista nimitystä anturi erotukseksi käsinkäytettävistä mittareista. Mittaustekniikan pitkän historian vuoksi monella anturilla on omia nimityksiään. Anturia voidaan sanoa mittakärjeksi, rajakytkimeksi, tunnistinosaksi, filamentiksi (kemikaaliherkkä pinta), termopariksi, elektrodiksi, ilmaisimeksi ym. Termiä aistinelin käytetään biologiassa. "Anturi"-sana tulee antaa-verbistä eli anturi antaa mittasignaalin.[2]
Antureista ja mittaamisesta
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Anturi voi mitata kohdetta suoraan tai epäsuorasti. Esimerkki epäsuorasta mittauksesta on massavirtamittaus, jossa pienen sivuputken läpi menevää virtausta lämmitetään tunnetulla teholla ja sen jälkeen mitataan lämpötilannousu, josta päätellään massavirran suuruus. Anturit, joilla on oma ohjauselektroniikkansa, sisältävät useanlaisia mittausta tarkentavia toimintoja, kuten korjauskertoimia, -käyriä ja -taulukoita. Samoin mittaushajontaa voidaan pienentää keskiarvoistamalla peräkkäisiä mittauksia. Mittausanturista yleensä saatava analoginen signaali voidaan muuttaa tietojenkäsittelyä varten digitaaliseen muotoon joko itse anturin ohjausyksikössä tai erillisessä A/D-muuntimessa. Älykkäät anturien ohjausyksiköt voivat olla liitettävissä suoraan kenttäväylään tai Internetiin. Antureita käytetään paljon automaatiossa, esimerkiksi robotiikassa.
- Pääartikkeli: Luettelo mittalaitteista ja antureista
Tyypillisiä antureita:
- paineanturi - esimerkiksi pietsokideanturi
- lämpötila-anturi - esimerkiksi vastuslämpötila-anturi tai termopari
- paikka-anturi - esimerkiksi optinen pulssianturi
- nopeus-anturi - esimerkiksi takometri tai tutka
- kiihtyvyysanturi - esimerkiksi pietsokideanturi
- voima-anturi - esimerkiksi venymäliuska-anturi
- kuva-anturi
Mikroanturit
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Mikroanturi on anturi, jonka fyysisistä dimensioista vähintään yksi on mikrometriluokkaa. Mikroanturit soveltuvat mittaamaan kaikkea mitä muutkin anturit pystyvät mittaamaan. Lisäksi mikroanturit kykenevät käsittelemään kohteita, joiden mittaamiseen tarvitaan erittäin pientä kokoa. Anturit ovat suhteellisen vanha keksintö, mutta viimeaikainen kehitys pienoiskoossa rakentamisen teknologioissa on johtanut hyvin pieniin ja kykeneviin antureihin.
Mikroelektroniikkateollisuuden kehityksen myötä syntyneitä mikrovalmistustekniikan prosesseja on käytetty jo kahden vuosikymmenen ajan mikroelektromekaanisten systeemien (MEMS) valmistuksessa. Prosessit ovat kehittyneet ja lopputuotteista on tullut poikkeuksellisen luotettavia ja suhteellisen halpoja valmistaa. Muita mikroantureiden etuja ovat niiden pieni koko, pieni massa, vähäinen tehonkulutus, kyky nopeisiin mittauksiin, herkkyys ja tarkkuus. Lisäksi mikrovalmistustekniikoilla tehtyihin antureihin voidaan jo valmistusvaiheessa helposti integroida muutakin elektroniikkaa esimerkiksi signaalin käsittelyä ja tiedon tallennusta varten. Kasvu ja kehitys alalla on ollut nopeaa. Painetta ja kiihtyvyyttä mittaavia mikroantureita myydään nykyisin vuosittain kymmeniä miljoonia.
Viime vuosina on kehitetty prosesseja, joiden avulla kyetään kasvattamaan nanomateriaaleja, joiden rakenteiden koko on molekyylitasolla. Nämä nanomateriaalit ovat osoittautuneet hyvin käyttökelpoisiksi pienissä antureissa etenkin kemiallisissa ja biologisissa sovelluksissa. Kaksidimensioiset bioanturi-matriisit, jotka tunnistavat näytteen molekyylit DNA:n tai vasta-aineiden perusteella, ovat erityisen tärkeitä. Ne ja monet muut pienet anturit mahdollistavat lähes välittömät paikalla tehtävät diagnoosit, eikä näytteitä tarvitse lähettää keskuslaboratorioon analyysia varten. Pienet anturit mahdollistavat myös diagnostisen laitteiston sijoittamisen kehon sisälle. Näillä antureilla uskotaan olevan entisestään kasvava vaikutus biolääketieteen ja kliinisen lääketieteen kehittymisessä.lähde?
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Kandidaatintyö s. 12, kpl 2.3.1
- ↑ HY:n opiskelijakirjaston sivu (Arkistoitu – Internet Archive)
Aiheesta muualla
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]