Vad är skillnaden mellan analoga och digitala sensorer

Termen "sensor" betyder själv en mekanism som är utformad för att mäta en parameter för att ytterligare bearbeta mätresultatet. Sensorkretsen genererar en signal i bekväm form för överföring, sedan konverteras, behandlas eller lagras signalen. Utan sensorer inom vissa moderna industriområden, och i många utrustningar av olika slag, kan bara inte göra.

Elektronik gör det idag möjligt att tillverka elektroniska sensorer som kan övervaka processer med flera parametrar samtidigt, vilket i hög grad utvidgar möjligheterna att konstruera komplexa mät- och manöveranordningar.

Sensorn innehåller i sin design nödvändigtvis ett känsligt element och ofta en omvandlardel. De viktigaste egenskaperna hos elektroniska sensorer är deras känslighet och mätfel.

Idag används analoga och digitala sensorer överallt för vetenskapliga och forskningsändamål, i telemetri, i kvalitetskontrollsystem och automatiserad kontroll och inom många andra områden, som kan räknas upp på obestämd tid. På ett eller annat sätt är det alltid dessa tekniska områden där det är nödvändigt att få information om mätningen av en kvantitet.

Syftet med denna artikel är att ge läsaren en uppfattning om skillnaden mellan analoga och digitala sensorer. Vi kommer att titta på ett enkelt exempel på hur samma värde kan spåras av en analog och digital sensor, och i vilket fall det är tillrådligt att använda en analog sensor, och i vilken - digital.

En analog sensor genererar en analog signal vid utgången, vars nivåvärde erhålls som en funktion av tiden, och en sådan signal ändras kontinuerligt, signalen tar ständigt någon av de många möjliga värdena.

Så analoga sensorer är lämpliga för att spåra kontinuerligt förändrad fysisk storhet, till exempel termoelementspänning signalerar en temperaturförändring, och spänningen på den sekundära lindningen av strömtransformatorn är under en viss period proportionell mot strömmen för den styrda kretsen. Mikrofonen är en sensor för tryckförändringar från en ljudvåg etc.

Digitala sensorer genererar i sin tur en utsignal som kan spelas in i form av en sekvens av numeriska värden, ofta är signalen binär, det vill säga antingen en hög signalnivå eller låg (noll). När en digital sensorsignal måste överföras via en analog kanal, t.ex. radio, ska man använda modulering.

Digitala sensorer dominerar kommunikationssystem eftersom deras utsignaler lätt regenereras i repeatern, även om det finns brus. Och den analoga signalen kommer i detta avseende att förvrängas av brus, och data kommer att visa sig vara felaktiga. Vid överföring av information är digitala sensorer mer acceptabla.

Låt oss titta på specifika enkla exempel, först en analog sensor, sedan en digital, och i vårt exempel kommer dessa sensorer att mäta samma parameter - aktuell.

Analog strömgivare

Analog strömgivare på strömtransformator. Varför analog? Eftersom i detta fall strömmen kan öka till exempel från 0 till 5 ampère, medan spänningen (signalen) vid utgången kommer att öka proportionellt från 0 till 1 volt. En sådan sensor tillåter kontinuerlig övervakning av strömmen i den uppmätta kretsen.

Till exempel att installeras i PWM strömförsörjning, den analoga strömgivaren genererar en analog återkopplingssignal, och ju högre dess värde, desto högre ström i lastkretsen strömmar för tillfället, och styrpulsens breddjusteringskrets, byggd på en komparator, kommer att minska styrpulsens varaktighet, vilket leder lastströmmen till det önskade nominella värdet, så att uteffekten inte ökar oacceptabelt hög.

Digital strömgivare

Låt oss nu säga att vi har att göra med en resonant elektrisk kraftomvandlare, där det är nödvändigt att övervaka strömfluktuationer i en resonans LC-krets, och en viktig parameter kommer inte bara att vara och inte så stor strömstyrkan som dess riktning.

I det här fallet kan du också använda en strömtransformator, endast utgången från strömtransformatorn laddas inte på motståndet utan på zenerdioden eller på de begränsande dioderna. Vad kommer det att ge?

När strömmen flyter i en riktning kommer spänningen på sekundärsidan av strömtransformatorn att ha ett visst högt värde, och när det är i den andra riktningen - ett visst lågt värde. Så det visar sig “1” och “0” - en digital signal, och mellanvärden behövs inte, de övervakas av en annan krets, analog.

Aktuella riktningssensorer kan också implementeras på basis av Hall-effekten (digitala Hall-sensorer), men i vårt exempel var målet att visa den grundläggande skillnaden mellan de analoga och digitala sensorerna, så låt oss lämna Hall-sensorn åt sidan.