Hva er forskjellen mellom analoge og digitale sensorer

Selve begrepet “sensor” betyr en mekanisme designet for å måle en parameter for å videreutvikle måleresultatet. Sensorkretsen genererer et signal i en praktisk form for overføring, deretter blir signalet konvertert, behandlet eller lagret. Uten sensorer i noen moderne industriområder, og i mange utstyr av forskjellige slag, kan det bare ikke.

Elektronikk i dag gjør det mulig å produsere elektroniske sensorer som er i stand til å overvåke prosesser med flere parametere på en gang, noe som i stor grad utvider mulighetene for å konstruere komplekse måle- og aktiveringsenheter.

Sensoren inneholder nødvendigvis i sin utforming et følsomt element og ofte en omformerdel. De viktigste egenskapene til elektroniske sensorer er deres følsomhet og målefeil.

Til dags dato brukes analoge og digitale sensorer overalt for vitenskapelige og forskningsformål, i telemetri, i kvalitetskontrollsystemer og automatisert kontroll, og på mange andre områder, som kan oppføres uendelig. På en eller annen måte er dette alltid de tekniske områdene der det er nødvendig å få informasjon om måling av en mengde.

Hensikten med denne artikkelen vil være å gi leseren en ide om forskjellen mellom analoge og digitale sensorer. Vi vil se på et enkelt eksempel på hvordan den samme verdien kan overvåkes av en analog og digital sensor, og i så fall er det tilrådelig å bruke en analog sensor, og i hvilken - digital.

En analog sensor genererer et analogt signal ved utgangen, hvis nivåverdi oppnås som en funksjon av tid, og et slikt signal endres kontinuerlig, signalet tar konstant en av de mange mulige verdiene.

Så analoge sensorer er egnet for å spore kontinuerlig endring av fysisk storhet, for eksempel termoelement terminal spenning signaliserer en temperaturendring, og spenningen på sekundærviklingen av strømtransformatoren er i en viss periode proporsjonal med strømmen til den kontrollerte kretsen. Mikrofonen er en sensor for trykkendringer fra en lydbølge, etc.

Digitale sensorer genererer på sin side et utsignal som kan tas opp i form av en sekvens med numeriske verdier, ofte er signalet binært, det vil si enten et høyt signalnivå eller lavt (null). Når et digitalt sensorsignal må overføres over en analog kanal, for eksempel radio, må du bruke modulasjon.

Digitale sensorer dominerer kommunikasjonssystemer fordi deres utgangssignaler lett regenereres i repeateren, selv om det er støy. Og det analoge signalet vil i denne forstand bli forvrengt av støy, og dataene vil vise seg å være unøyaktige. Når du sender informasjon, er digitale sensorer mer akseptable.

La oss se på spesifikke enkle eksempler, først en analog sensor, deretter en digital, og i vårt eksempel vil disse sensorene måle den samme parameteren - gjeldende.

Analog strømføler

Analog strømføler på strømtransformator. Hvorfor analog? Fordi i dette tilfellet kan strømmen for eksempel øke fra 0 til 5 ampere, mens spenningen (signalet) ved utgangen vil øke proporsjonalt fra 0 til 1 volt. En slik sensor tillater kontinuerlig overvåking av strømmen i den målte krets.

For eksempel å bli installert i PWM strømforsyning, vil den analoge strømføleren generere et analogt tilbakemeldingssignal, og jo høyere dens verdi, desto større er strømmen som strømmer i lastekretsen for øyeblikket, og reguleringspulsbredden justeringskrets, bygget på en komparator, vil redusere varigheten av kontrollpulsen, føre laststrømmen til den nødvendige nominelle verdi, slik at utgangseffekten ikke øker uakseptabelt høy.

Digital strømføler

La oss si at vi har å gjøre med en resonant elektrisk kraftomformer, der det er nødvendig å overvåke strømssvingninger i en resonant LC-krets, og den viktige parameteren vil være ikke bare og ikke så mye størrelsen på strømmen som dens retning.

I dette tilfellet kan du også bruke en strømtransformator, bare utgangen fra strømtransformatoren blir ikke lastet på motstanden, men på zenerdioden eller på de begrensende diodene. Hva vil det gi?

Når strømmen flyter i en retning, vil spenningen på sekundærsiden av strømtransformatoren ha en viss høy verdi, og når den er i den andre retningen - en viss lav verdi. Så det viser seg “1” og “0” - et digitalt signal, og mellomverdier er ikke nødvendig, de overvåkes av en annen krets, analog.

Aktuelle retningssensorer kan også implementeres på basis av Hall-effekten (digitale Hall-sensorer), men i vårt eksempel var målet å vise den grunnleggende forskjellen mellom de analoge og digitale sensorene, så la oss la Hall-sensoren til side.