Wat is het verschil tussen analoge en digitale sensoren

De term "sensor" zelf betekent een mechanisme dat is ontworpen om een ​​parameter te meten om het meetresultaat verder te verwerken. Het sensorcircuit genereert een signaal in een handige vorm voor verzending, waarna het signaal wordt omgezet, verwerkt of opgeslagen. Zonder sensoren in sommige moderne industriële sectoren, en in veel verschillende soorten apparatuur, kan dit gewoon niet.

Elektronica maakt het tegenwoordig mogelijk om elektronische sensoren te produceren die processen met meerdere parameters tegelijk kunnen bewaken, wat de mogelijkheden voor het bouwen van complexe meet- en bedieningsapparatuur aanzienlijk vergroot.

De sensor bevat noodzakelijkerwijs in zijn ontwerp een gevoelig element en vaak een omzetterdeel. De belangrijkste kenmerken van elektronische sensoren zijn hun gevoeligheid en meetfout.

Tegenwoordig worden analoge en digitale sensoren overal gebruikt voor wetenschappelijke en onderzoeksdoeleinden, in telemetrie, in kwaliteitscontrolesystemen en geautomatiseerde controle, en op vele andere gebieden, die voor onbepaalde tijd kunnen worden opgesomd. Op de een of andere manier zijn dit altijd die technische gebieden waar informatie moet worden verkregen over de meting van een hoeveelheid.

Het doel van dit artikel is om de lezer een idee te geven van het verschil tussen analoge en digitale sensoren. We zullen een eenvoudig voorbeeld bekijken van hoe dezelfde waarde kan worden gevolgd door een analoge en digitale sensor, en in welk geval het raadzaam is om een ​​analoge sensor te gebruiken, en in welke - digitaal.

Een analoge sensor genereert een analoog signaal aan de uitgang, waarvan de niveauwaarde wordt verkregen als functie van de tijd, en een dergelijk signaal verandert continu, het signaal neemt constant een van de vele mogelijke waarden aan.

Dus analoge sensoren zijn bijvoorbeeld geschikt om continu veranderende fysieke grootheid te volgen thermokoppel klemspanning signaleert een temperatuurverandering en de spanning op de secundaire wikkeling van de stroomtransformator is in een bepaalde periode evenredig met de stroom van het geregelde circuit. De microfoon is een sensor van drukveranderingen van een geluidsgolf, enz.

Digitale sensoren genereren op hun beurt een uitgangssignaal dat kan worden opgenomen in de vorm van een reeks numerieke waarden, vaak is het signaal binair, dat wil zeggen ofwel een hoog signaalniveau of laag (nul). Wanneer een digitaal sensorsignaal over een analoog kanaal, zoals radio, moet worden verzonden, neem dan gebruik van modulatie.

Digitale sensoren domineren communicatiesystemen omdat hun uitgangssignalen gemakkelijk worden geregenereerd in de repeater, zelfs als er ruis aanwezig is. En het analoge signaal, in deze zin, zal worden vervormd door ruis en de gegevens zullen onnauwkeurig blijken te zijn. Bij het verzenden van informatie zijn digitale sensoren acceptabeler.

Laten we eens kijken naar specifieke eenvoudige voorbeelden, eerst een analoge sensor, dan een digitale, en in ons voorbeeld meten deze sensoren dezelfde parameter - stroom.

Analoge stroomsensor

Analoge stroomsensor op stroomtransformator. Waarom analoog? Omdat in dit geval de stroom bijvoorbeeld kan toenemen van 0 tot 5 ampère, terwijl de spanning (signaal) aan de uitgang evenredig zal toenemen van 0 tot 1 volt. Een dergelijke sensor maakt continue bewaking van de stroom in het gemeten circuit mogelijk.

Bijvoorbeeld geïnstalleerd worden in PWM-voeding, de analoge stroomsensor genereert een analoog feedbacksignaal en hoe hoger de waarde, hoe hoger de stroom in het belastingscircuit op dit moment en het regelingscircuit voor de aanpassing van de pulsbreedte, gebouwd op een comparator, verkort de duur van de stuurpuls en leidt de laadstroom naar de vereiste nominale waarde, zodat het uitgangsvermogen niet onacceptabel hoog wordt.

Digitale stroomsensor

Laten we nu zeggen dat we te maken hebben met een resonante elektrische stroomomvormer, waar het nodig is om stroomschommelingen in een resonant LC-circuit te volgen, en een belangrijke parameter is niet alleen en niet zozeer de grootte van de stroom als zijn richting.

In dit geval kunt u ook een stroomtransformator gebruiken, alleen de uitgang van de stroomtransformator wordt niet op de weerstand geladen, maar op de zenerdiode of op de begrenzingsdioden. Wat zal het geven?

Wanneer de stroom in de ene richting stroomt, zal de spanning aan de secundaire zijde van de stroomtransformator een bepaalde hoge waarde hebben, en in de andere richting - een bepaalde lage waarde. Dus het blijkt "1" en "0" - een digitaal signaal en tussenliggende waarden zijn niet nodig, ze worden bewaakt door een ander circuit, analoog.

Huidige richtingssensoren kunnen ook worden geïmplementeerd op basis van het Hall-effect (digitale Hall-sensoren), maar in ons voorbeeld was het doel om het fundamentele verschil tussen de analoge en digitale sensoren te laten zien, dus laten we de Hall-sensor buiten beschouwing laten.