Hvad er forskellen mellem analoge og digitale sensorer

Udtrykket “sensor” betyder i sig selv en mekanisme designet til at måle en parameter for yderligere at behandle måleresultatet. Sensorkredsløbet genererer et signal i en bekvem form til transmission, hvorefter signalet konverteres, behandles eller gemmes. Uden sensorer i nogle moderne industriområder og i mange udstyr af forskellig art kan det bare ikke gør.

Elektronik i dag gør det muligt at fremstille elektroniske sensorer, der er i stand til at overvåge processer med flere parametre på én gang, hvilket i vid udstrækning udvider mulighederne for at konstruere komplekse måle- og aktiveringsenheder.

Sensoren indeholder nødvendigvis i sit design et følsomt element og ofte en konverterdel. De vigtigste egenskaber ved elektroniske sensorer er deres følsomhed og målefejl.

I dag bruges analoge og digitale sensorer overalt til videnskabelige og forskningsmæssige formål, i telemetri, i kvalitetskontrolsystemer og automatiseret kontrol og på mange andre områder, der kan opregnes på ubestemt tid. På en eller anden måde er det altid disse tekniske områder, hvor det er nødvendigt at få information om måling af en mængde.

Formålet med denne artikel er at give læseren en idé om forskellen mellem analoge og digitale sensorer. Vi vil se på et simpelt eksempel på, hvordan den samme værdi kan spores af en analog og digital sensor, og i hvilket tilfælde det tilrådes at bruge en analog sensor, og hvor - digital.

En analog sensor genererer et analogt signal ved udgangen, hvis niveauværdi opnås som en funktion af tiden, og et sådant signal ændres kontinuerligt, signalet tager konstant en af ​​de mange mulige værdier.

Så analoge sensorer er egnede til for eksempel at spore kontinuerligt skiftende fysisk storhed termoelement terminal spænding signaliserer en temperaturændring, og spændingen på den sekundære vikling af strømtransformatoren er i en bestemt periode proportional med strømmen i det styrede kredsløb. Mikrofonen er en sensor for trykændringer fra en lydbølge osv.

Digitale sensorer genererer på sin side et udgangssignal, der kan optages i form af en række numeriske værdier, er signalet ofte binært, det vil sige enten et højt signalniveau eller lavt (nul). Når et digitalt sensorsignal skal transmitteres over en analog kanal, f.eks. Radio, tager man brug af modulation.

Digitale sensorer dominerer kommunikationssystemer, fordi deres udgangssignaler let regenereres i repeateren, selvom der er støj. Og det analoge signal i denne forstand vil blive forvrænget af støj, og dataene viser sig at være unøjagtige. Ved transmission af information er digitale sensorer mere acceptabel.

Lad os se på specifikke enkle eksempler, først en analog sensor, derefter en digital, og i vores eksempel måler disse sensorer den samme parameter - strøm.

Analog strømføler

Analog strømføler på strømtransformator. Hvorfor analog? Fordi i dette tilfælde kan strømmen for eksempel stige fra 0 til 5 ampere, mens spændingen (signalet) ved udgangen stiger proportionalt fra 0 til 1 volt. En sådan sensor tillader kontinuerlig overvågning af strømmen i det målte kredsløb.

For eksempel at blive installeret i PWM strømforsyning, den analoge strømføler genererer et analogt feedbacksignal, og jo højere dets værdi, jo højere er strømmen i belastningskredsløbet i øjeblikket, og reguleringspulsbreddejusteringskredsløbet, bygget på en komparator, reducerer varigheden af ​​kontrolpulsen og fører laststrømmen til den krævede nominelle værdi, så udgangseffekten ikke øges uacceptabelt høj.

Digital strømføler

Lad os nu sige, at vi har at gøre med en resonant elektrisk kraftkonverter, hvor det er nødvendigt at overvåge strømssvingninger i et resonant LC-kredsløb, og en vigtig parameter vil være ikke kun og ikke så meget strømstyrken som dens retning.

I dette tilfælde kan du også bruge en strømtransformator, kun udgangen fra strømtransformatoren bliver ikke indlæst på modstanden, men på zenerdioden eller på de begrænsende dioder. Hvad vil det give?

Når strømmen flyder i den ene retning, vil spændingen på den sekundære side af strømtransformatoren have en vis høj værdi, og når den er i den anden retning - en bestemt lav værdi. Så det viser sig “1” og “0” - et digitalt signal, og mellemværdier er ikke nødvendige, de overvåges af et andet analogt kredsløb.

Aktuelle retningsføler kan også implementeres på basis af Hall-effekten (digitale Hall-sensorer), men i vores eksempel var målet at vise den grundlæggende forskel mellem de analoge og digitale sensorer, så lad os lade Hall-sensoren være til side.