Care este diferența dintre senzorii analogici și cei digitali

Termenul „senzor” înseamnă în sine un mecanism conceput pentru a măsura un parametru pentru a prelucra în continuare rezultatul măsurării. Circuitul senzorului generează un semnal într-o formă convenabilă pentru transmisie, apoi semnalul este convertit, procesat sau stocat. Fără senzori în unele zone moderne ale industriei și în multe echipamente de diferite tipuri, pur și simplu nu se poate face.

Azi, electronica permite fabricarea de senzori electronici capabili să monitorizeze procesele prin mai mulți parametri simultan, ceea ce extinde foarte mult posibilitățile de a construi dispozitive complexe de măsurare și acționare.

Senzorul conține neapărat în designul său un element sensibil și adesea o parte convertoare. Principalele caracteristici ale senzorilor electronici sunt sensibilitatea și eroarea lor de măsurare.

Până în prezent, senzorii analogici și digitali sunt folosiți pretutindeni în scopuri științifice și de cercetare, în telemetrie, în sisteme de control al calității și control automat și în multe alte domenii, care pot fi listate la nesfârșit. Într-un fel sau altul, acestea sunt întotdeauna acele domenii tehnice în care este necesar să se obțină informații despre măsurarea unei cantități.

Scopul acestui articol va fi de a oferi cititorului o idee despre diferența dintre senzorii analogici și cei digitali. Vom analiza un exemplu simplu despre modul în care aceeași valoare poate fi monitorizată de un senzor analogic și digital și, în acest caz, este recomandabil să utilizați un senzor analogic și în care - digital.

Un senzor analog generează un semnal analogic la ieșire, a cărui valoare de nivel este obținută în funcție de timp, iar un astfel de semnal se schimbă continuu, semnalul ia în mod constant oricare dintre numeroasele valori posibile.

Așadar, senzorii analogici sunt potriviți pentru urmărirea măreției fizice în continuă schimbare, de exemplu tensiunea termocupla a terminalului semnalează o schimbare de temperatură, iar tensiunea pe înfășurarea secundară a transformatorului de curent este într-o anumită perioadă proporțională cu curentul circuitului controlat. Microfonul este un senzor al schimbărilor de presiune de la o undă sonoră etc.

Senzorii digitali, la rândul lor, generează un semnal de ieșire care poate fi înregistrat sub forma unei secvențe de valori numerice, adesea semnalul este binar, adică fie un nivel ridicat al semnalului, fie scăzut (zero). Când un semnal digital de senzor trebuie transmis pe un canal analogic, cum ar fi radio, recurgeți la modularea.

Senzorii digitali domină sistemele de comunicații, deoarece semnalele de ieșire ale acestora sunt regenerate cu ușurință în repetor, chiar dacă există zgomot. Și semnalul analog, în acest sens, va fi denaturat de zgomot, iar datele se vor dovedi inexacte. La transmiterea informațiilor, senzorii digitali sunt mai acceptabili.

Să analizăm anumite exemple simple, mai întâi un senzor analogic, apoi unul digital, iar în exemplul nostru acești senzori vor măsura același parametru - curent.

Senzor de curent analogic

Senzor de curent analog la transformatorul de curent. De ce analog? Deoarece în acest caz, curentul poate crește, de exemplu, de la 0 la 5 amperi, în timp ce tensiunea (semnalul) la ieșire va crește proporțional de la 0 la 1 volt. Un astfel de senzor permite monitorizarea continuă a curentului în circuitul măsurat.

De exemplu, fiind instalat în Alimentare PWM, senzorul de curent analog va genera un semnal de feedback analogic și cu cât valoarea acestuia este mai mare, cu atât mai mare este curentul care circulă în circuitul de sarcină în momentul de față și circuitul de reglare a lățimii impulsului de control, construit pe un comparator, va reduce durata impulsului de control, conducând curentul de sarcină la valoarea nominală necesară, astfel încât puterea de ieșire să nu crească inacceptabil de mare.

Senzor de curent digital

Acum să spunem că avem de-a face cu un convertor de energie electrică rezonantă, unde este necesar să monitorizăm fluctuațiile de curent într-un circuit rezonant LC, iar un parametru important va fi nu numai și nu atât amploarea curentului cât direcția acestuia.

În acest caz, puteți utiliza și un transformator de curent, numai ieșirea transformatorului de curent nu va fi încărcată pe rezistor, ci pe dioda zener sau pe diodele limitante. Ce va da?

Când curentul curge într-o direcție, tensiunea pe partea secundară a transformatorului de curent va avea o anumită valoare ridicată, iar când în cealaltă direcție - o anumită valoare scăzută. Deci se pare „1” și „0” - un semnal digital, iar valorile intermediare nu sunt necesare, ele sunt monitorizate de un alt circuit, analog.

Senzorii de direcție curenti pot fi de asemenea implementați pe baza efectului Hall (senzori Hall digitale), dar în exemplul nostru obiectivul a fost să arătăm diferența fundamentală între senzorii analogici și cei digitali, deci lăsăm senzorul Hall deoparte.