Sensorgränssnitt

Sensorgränssnitt är den del av ett mätsystem som kopplar en sensor till bearbetnings- eller lagringsenheter. Det behöver omvandla sensoregenskaper till användbar data genom signalbehandling, konvertering och kommunikation. Gränssnittet hanterar ofta spännings- eller strömutgångar och kräver kalibrering och temperaturkompensation.

Huvudfunktionerna inkluderar signalkonditionering som förstärkning, filtrering och linjärisering, samt impedansanpassning och brusreducering. Vid sensorer som kräver konstant excitation tillkommer även ström- eller spänningsförsörjning. Därefter följer analog-till-digital omvandling och kommunikation mot styrsystemet via lämpligt protokoll.

Analogt gränssnitt lämpar sig för snabb överföring med exempel 0–10 V eller 4–20 mA, medan digitala gränssnitt som I2C, SPI, UART, CAN eller Ethernet används för närliggande eller nätverksbaserad kommunikation. Vissa applikationer stödjer fältbusar som Modbus eller Profibus.

Standarder och protokoll varierar med tillämpning och miljö, men val av lösning påverkar linjäritet, precision och driftsäkerhet. Valet ska passa systemets krav på noggrannhet samt realtidskrav.

Designfaktorer inkluderar jordning, skärmning, elektromagnetisk störning, temperaturdrift och kalibrering. Strömförsörjningen ska vara stabil och säker, särskilt i trådlösa eller fältbaserade lösningar.

Användningar finns inom industriell automation, medicinsk teknik, miljöövervakning, fordonssektorn och laboratorieinstrumentering. Trenden går mot intelligenta sensorer, edge computing och säkrare, mer energieffektiva gränssnitt, ofta med trådlös kommunikation.