Која је разлика између аналогних и дигиталних сензора

Сам термин "сензор" означава механизам дизајниран за мерење параметара у циљу даље обраде резултата мерења. Сензорски круг генерише сигнал у погодном облику за пренос, а затим се сигнал претвара, обрађује или складишти. Без сензора у неким савременим областима индустрије и у многим опреми разних врста, једноставно не може.

Електроника данас омогућава производњу електронских сензора који могу надгледати процесе по неколико параметара одједном, што увелике проширује могућности за конструкцију сложених мерних и покретачких уређаја.

Сензор нужно садржи у свом дизајну осетљиви елемент и често део конвертора. Главне карактеристике електронских сензора су њихова осетљивост и грешка у мерењу.

Данас се аналогни и дигитални сензори свуда користе у научне и истраживачке сврхе, у телеметрији, системима контроле квалитета и аутоматизованој контроли, као и у многим другим областима, које се могу набројати у недоглед. Овако или онако, то су увек она техничка подручја у којима је потребно добити информације о мерењу количине.

Сврха овог чланка биће да читаоцу представи разлику између аналогних и дигиталних сензора. Погледаћемо једноставан пример како се иста вредност може пратити аналогним и дигиталним сензором, и у ком случају је препоручљиво користити аналогни сензор, а у којем - дигитални.

Аналогни сензор генерише аналогни сигнал на излазу, чија се ниво нивоа добија у зависности од времена, а такав сигнал се непрекидно мења, сигнал стално узима било коју од многих могућих вредности.

Дакле, аналогни сензори су погодни, на пример, за праћење непрекидне промене физичке величине напон термоелемента сигнализира промену температуре, а напон на секундарном намоту струјног трансформатора је у одређеном периоду пропорционалан струји контролисаног круга. Микрофон је сензор за промене притиска звучног таласа итд.

Дигитални сензори заузврат генерирају излазни сигнал који се може снимити у облику низа нумеричких вредности, често је сигнал бинарни, то јест или високи ниво сигнала или низак (нула). Када се дигитални сензорски сигнал мора преносити преко аналогног канала, као што је радио, прибегавају се употреби модулације.

Дигитални сензори доминирају у комуникацијским системима јер се њихови излазни сигнали лако регенеришу у репетитору, чак и ако је присутан шум. И аналогни сигнал ће у том смислу бити изобличен буком, а подаци ће се испоставити нетачним. При преносу информација, дигитални сензори су прихватљивији.

Погледајмо конкретне једноставне примере, прво аналогни сензор, затим дигитални, а у нашем примеру ови сензори ће мерити исти параметар - струју.

Аналогни сензор струје

Аналогни сензор струје на трансформатору струје. Зашто аналогни? Јер се у овом случају струја може повећати, на пример, од 0 до 5 ампера, док ће напон (сигнал) на излазу пропорционално порасти од 0 до 1 волта. Такав сензор омогућава континуирано надгледање струје у мереном кругу.

На пример, инсталирање у ПВМ напајање, сензор аналогне струје ће генерирати аналогни повратни сигнал, а што је већа његова вриједност, већа струја у кругу оптерећења тренутно тече, а круг за подешавање ширине контролног импулса, изграђен на компаратеру, смањује време трајања контролног импулса, водећи струју оптерећења на потребну номиналну вредност, тако да се излазна снага не повећа неприхватљиво висока.

Дигитални сензор струје

Рецимо сада да имамо посла са резонантним претварачем електричне енергије, где је потребно надгледати флуктуације струје у резонантном ЛЦ кругу, а важан параметар биће не само и не толико величина струје колико њен смер.

У том случају можете користити и струјни трансформатор, само излаз струјног трансформатора неће бити оптерећен на отпорнику, већ на зенер диоди или на ограничавајућим диодама. Шта ће дати?

Када струја тече у једном смеру, напон на секундарној страни трансформатора струје имаће одређену велику вредност, а када у другом смеру, имаће одређену ниску вредност. Дакле, испоставило се да су „1“ и „0“ - дигитални сигнал, а средње вредности нису потребне, прате их други склопови, аналогни.

Тренутни сензори правца могу се имплементирати и на основу Халл ефекта (дигитални Халл сензори), али у нашем примеру је циљ био показати фундаменталну разлику између аналогних и дигиталних сензора, па ћемо оставити Халл сензор по страни.