Mi a különbség az analóg és a digitális érzékelők között?

Maga az „érzékelő” kifejezés azt a mechanizmust jelenti, amelyet egy paraméter mérésére terveztek a mérési eredmény további feldolgozása céljából. Az érzékelő áramkör az átvitelhez megfelelő formában generál jelet, majd a jelet átalakítja, feldolgozza vagy tárolja. Érzékelők nélkül az ipar egyes modern területein, és sok különféle berendezésben, egyszerűen nem tudja megtenni.

Az elektronika ma lehetővé teszi olyan folyamatok nyomon követésére képes elektronikus érzékelők gyártását, amelyek egyszerre több paraméterrel is megfigyelhetők, és ez jelentősen kibővíti a komplex mérő- és működtető eszközök gyártásának lehetőségeit.

Az érzékelő kialakításában szükségszerűen tartalmaz egy érzékeny elemet és gyakran egy átalakító részt. Az elektronikus érzékelők fő jellemzői az érzékenység és a mérési hiba.

Manapság az analóg és a digitális érzékelőket mindenütt használják tudományos és kutatási célokra, telemetriában, minőség-ellenőrzési rendszerekben és automatizált ellenőrzésben, és sok más olyan területen, amelyek határozatlan ideig felsorolhatók. Ilyen módon mindig ezek a műszaki területek, ahol információt kell szerezni a mennyiség méréséről.

Ennek a cikknek az a célja, hogy beolvassa az olvasót az analóg és a digitális érzékelők közötti különbségről. Nézzünk egy egyszerű példát arra, hogyan lehet ugyanazt az értéket nyomon követni egy analóg és digitális érzékelővel, és ebben az esetben ajánlatos analóg érzékelőt használni, és amelyben - digitális.

Egy analóg érzékelő analóg jelet generál a kimenetnél, amelynek szintértékét az idő függvényében kapjuk meg, és egy ilyen jel folyamatosan változik, a jel állandóan a sok lehetséges érték bármelyikét veszi.

Tehát az analóg érzékelők alkalmasak például a folyamatosan változó fizikai nagyság követésére hőelem csatlakozó feszültsége hőmérsékleti változást jelez, és az áramváltó szekunder tekercsén a feszültség egy bizonyos ideig arányos a szabályozott áramkör áramával. A mikrofon a hanghullám nyomásváltozásának érzékelője.

A digitális érzékelők viszont kimeneti jelet generálnak, amely rögzíthető numerikus értékek sorozataként, gyakran a jel bináris, vagyis magas jelszint vagy alacsony (nulla). Ha egy digitális érzékelő jelet analóg csatornán, például rádión keresztül kell továbbítani, akkor a modulációt kell igénybe venni.

A digitális érzékelők uralják a kommunikációs rendszereket, mivel kimeneti jeleik könnyen visszanyerhetők az ismétlőben, még akkor is, ha zaj van jelen. Az analóg jelet ebben az értelemben torzítja a zaj, és az adatok megbízhatatlanná válnak. Információk továbbításakor a digitális érzékelők elfogadhatóbbak.

Nézzünk meg konkrét egyszerű példákat, először egy analóg érzékelőt, majd egy digitális érzékelőt, és példánkban ezek az érzékelők ugyanazt a paramétert - az áramot - fogják mérni.

Analóg áramérzékelő

Analóg áramérzékelő az áramváltón. Miért analóg? Mivel ebben az esetben az áram például 0-ról 5 amperre növekedhet, míg a kimenetnél a feszültség (jel) arányosan növekszik 0-ról 1 voltra. Egy ilyen érzékelő lehetővé teszi az áram folyamatos ellenőrzését a mért áramkörben.

Például, ha a rendszerbe telepítik PWM tápegység, az analóg áramérzékelő analóg visszacsatoló jelet generál, és minél nagyobb az értéke, annál nagyobb a pillanatnyi áram a terhelési áramkörben, és a vezérlő impulzus szélességének beállító áramköre egy komparátorra épül, csökkenti a vezérlő impulzus időtartamát, és a terhelési áramot a kívánt névleges értékre vezette, hogy a kimeneti teljesítmény ne növekedjen elfogadhatatlanul magasan.

Digitális áramérzékelő

Tegyük fel, hogy egy rezonáns villamosenergia-átalakítóval van dolgunk, ahol figyelemmel kell kísérni az áramingadozásokat a rezonáns LC áramkörben, és egy fontos paraméter nem csak az áram nagysága, hanem annak iránya is.

Ebben az esetben egy áramváltót is használhat, csak az áramváltó kimenete nem az ellenállásra, hanem a zener diódára vagy a korlátozó diódákra kerül. Mit fog adni?

Ha az áram egy irányba áramlik, akkor az áramváltó szekunder oldalán lévő feszültségnek van bizonyos nagy értéke, és amikor a másik irányban - egy bizonyos alacsony értéke. Így kiderül, hogy „1” és „0” - digitális jel, és a közbenső értékekre nincs szükség, ezeket egy másik áramkör, analóg felügyeli.

A jelenlegi irányérzékelők a Hall-effektus (digitális Hall-érzékelők) alapján is megvalósíthatók, de a példánkban a cél az volt, hogy megmutassuk az analóg és a digitális érzékelők közötti alapvető különbséget, ezért hagyjuk félre a Hall-érzékelőt.