Mitä eroa on analogisilla ja digitaalisilla antureilla?

Itse termi "anturi" tarkoittaa mekanismia, joka on suunniteltu mittaamaan parametri mittaustuloksen jatkokäsittelyä varten. Anturipiiri generoi signaalin sopivassa muodossa lähettämistä varten, sitten signaali muunnetaan, prosessoidaan tai tallennetaan. Ilman antureita joillain nykyaikaisilla teollisuuden aloilla ja monissa erityyppisissä laitteissa vain ei voi tehdä.

Nykyään elektroniikka antaa mahdollisuuden valmistaa elektronisia antureita, jotka pystyvät seuraamaan prosesseja useilla parametreilla kerralla, mikä laajentaa huomattavasti mahdollisuuksia rakentaa monimutkaisia ​​mittaus- ja käyttölaitteita.

Anturi sisältää suunnittelussaan välttämättä herkän elementin ja usein muuntajaosan. Elektronisten anturien pääominaisuudet ovat niiden herkkyys ja mittausvirhe.

Nykyään analogisia ja digitaalisia antureita käytetään kaikkialla tieteellisiin ja tutkimustarkoituksiin, telemetriaan, laadunvalvontajärjestelmiin ja automatisoituun valvontaan sekä monilla muilla aloilla, jotka voidaan luetella määräämättömästi. Tavalla tai toisella, nämä ovat aina niitä teknisiä alueita, joilta on tarpeen saada tietoa määrän mittaamisesta.

Tämän artikkelin tarkoituksena on antaa lukijalle idea analogisten ja digitaalisten antureiden eroista. Tarkastellaan yksinkertaista esimerkkiä siitä, kuinka samaa arvoa voidaan tarkkailla analogisella ja digitaalisella anturilla, ja missä tapauksessa on suositeltavaa käyttää analogista anturia, ja missä - digitaalista.

Analoginen anturi tuottaa ulostulossa analogisen signaalin, jonka tasoarvo saadaan ajan funktiona, ja tällainen signaali muuttuu jatkuvasti, signaali ottaa jatkuvasti minkä tahansa monista mahdollisista arvoista.

Joten analogiset anturit soveltuvat esimerkiksi jatkuvasti muuttuvan fyysisen suuruuden seuraamiseen termoelementin navan jännite merkitsee lämpötilan muutosta, ja virtamuuntajan toisiokäämillä jännite on tietyssä ajassa verrannollinen ohjatun piirin virran kanssa. Mikrofoni on anturi paineen muutoksista ääniaallosta jne.

Digitaaliset anturit puolestaan ​​tuottavat tulosignaalin, joka voidaan tallentaa numeerisen arvosekvenssin muodossa, usein signaali on binäärinen, ts. joko korkea signaalitaso tai matala (nolla). Kun digitaalisen anturin signaali on lähetettävä analogisen kanavan, kuten radion, kautta, turvaudutaan modulaatioon.

Digitaaliset anturit hallitsevat viestintäjärjestelmiä, koska niiden lähtösignaalit toistuvat helposti toistimessa, vaikka melua olisi. Ja analoginen signaali vääristää tässä mielessä kohinaa, ja data osoittautuu epätarkkoksi. Kun tietoja siirretään, digitaaliset anturit ovat hyväksyttävämpiä.

Katsotaanpa erityisiä yksinkertaisia ​​esimerkkejä, ensin analoginen anturi, sitten digitaalinen, ja esimerkissämme nämä anturit mittaavat saman parametrin - virran.

Analoginen virta-anturi

Virtamuuntajan analoginen virta-anturi. Miksi analoginen? Koska tässä tapauksessa virta voi kasvaa esimerkiksi 0: sta 5 ampeeriin, kun taas lähtöjännite (signaali) kasvaa suhteessa 0 - 1 volttiin. Tällainen anturi mahdollistaa jatkuvan virran tarkkailun mitatussa piirissä.

Asennetaan esimerkiksi PWM-virtalähde, analoginen virta-anturi tuottaa analogisen takaisinkytkentäsignaalin ja mitä korkeampi on sen arvo, sitä suurempi kuormapiirissä virtaava virta tällä hetkellä on ja ohjauspulssin leveyden säätöpiiri, rakennettu vertailukoneelle, vähentää ohjauspulssin kestoa johtaen kuormitusvirran vaadittuun nimellisarvoon, niin että lähtöteho ei kasva liian suuresti.

Digitaalinen virta-anturi

Sanotaan nyt, että kyseessä on resonanssisähkövirtamuunnin, jossa on tarpeen seurata resonanssin LC-piirin virranvaihteluita, ja tärkeä parametri on paitsi eikä myöskään virran suuruus kuin sen suunta.

Tässä tapauksessa voit käyttää myös virtamuuntajaa, vain virtamuuntajan lähtöä ei ladata vastukseen, vaan zener-diodiin tai rajoittavaan diodiin. Mitä se antaa?

Kun virta virtaa yhteen suuntaan, virtamuuntajan toisella puolella olevalla jännitteellä on tietty korkea arvo ja kun toisessa suunnassa - tietty alhainen arvo. Joten osoittautuu “1” ja “0” - digitaalinen signaali, ja väliarvoja ei tarvita, niitä valvoo toinen piiri, analoginen.

Nykyiset suunta-anturit voidaan toteuttaa myös Hall-efektin (digitaaliset Hall-anturit) perusteella, mutta esimerkissämme tavoitteena oli näyttää periaate ero analogisten ja digitaalisten antureiden välillä, joten jätämme Hall-anturi sivuun.