Sự khác biệt giữa cảm biến analog và kỹ thuật số là gì

Thuật ngữ cảm biến của chính bản thân nó có nghĩa là một cơ chế được thiết kế để đo lường một tham số để tiếp tục xử lý kết quả đo. Mạch cảm biến tạo ra tín hiệu ở dạng thuận tiện để truyền, sau đó tín hiệu được chuyển đổi, xử lý hoặc lưu trữ. Không có cảm biến trong một số lĩnh vực công nghiệp hiện đại và trong nhiều thiết bị thuộc nhiều loại khác nhau, không thể làm được.

Điện tử ngày nay cho phép sản xuất các cảm biến điện tử có khả năng giám sát các quá trình theo nhiều thông số cùng một lúc, giúp mở rộng đáng kể khả năng xây dựng các thiết bị đo lường và kích hoạt phức tạp.

Cảm biến nhất thiết phải chứa trong thiết kế của nó một yếu tố nhạy cảm và thường là bộ phận chuyển đổi. Các đặc điểm chính của cảm biến điện tử là độ nhạy và lỗi đo lường.

Ngày nay, các cảm biến analog và kỹ thuật số được sử dụng ở mọi nơi cho các mục đích khoa học và nghiên cứu, từ xa, trong các hệ thống kiểm soát chất lượng và điều khiển tự động, và trong nhiều lĩnh vực khác, có thể được liệt kê vô thời hạn. Bằng cách này hay cách khác, đây luôn là những lĩnh vực kỹ thuật cần thiết để có được thông tin về việc đo lường một đại lượng.

Mục đích của bài viết này sẽ là cung cấp cho người đọc ý tưởng về sự khác biệt giữa các cảm biến analog và kỹ thuật số. Chúng ta sẽ xem xét một ví dụ đơn giản về cách có thể theo dõi cùng một giá trị bằng cảm biến kỹ thuật số và tương tự, và trong trường hợp đó nên sử dụng cảm biến analog và trong đó - kỹ thuật số.

Một cảm biến tương tự tạo ra tín hiệu tương tự ở đầu ra, giá trị mức được lấy là hàm của thời gian và tín hiệu đó thay đổi liên tục, tín hiệu liên tục nhận bất kỳ giá trị nào trong số nhiều giá trị có thể.

Vì vậy, ví dụ, cảm biến analog phù hợp để theo dõi sự thay đổi lớn về mặt vật lý điện áp đầu cuối cặp nhiệt điện báo hiệu sự thay đổi nhiệt độ và điện áp trên cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng trong một khoảng thời gian nhất định tỷ lệ với dòng điện của mạch điều khiển. Micrô là cảm biến thay đổi áp suất từ ​​sóng âm, v.v.

Lần lượt, các cảm biến kỹ thuật số tạo ra tín hiệu đầu ra có thể được ghi lại ở dạng một chuỗi các giá trị số, thường tín hiệu là nhị phân, nghĩa là mức tín hiệu cao hoặc mức thấp (không). Khi tín hiệu cảm biến kỹ thuật số cần được truyền qua một kênh tương tự, chẳng hạn như radio, sử dụng điều chế.

Cảm biến kỹ thuật số thống trị các hệ thống truyền thông vì tín hiệu đầu ra của chúng dễ dàng được tái tạo trong bộ lặp, ngay cả khi có nhiễu. Và tín hiệu tương tự, theo nghĩa này, sẽ bị nhiễu bởi nhiễu và dữ liệu sẽ trở nên không chính xác. Khi truyền thông tin, cảm biến kỹ thuật số được chấp nhận hơn.

Hãy xem xét các ví dụ đơn giản cụ thể, đầu tiên là cảm biến analog, sau đó là cảm biến kỹ thuật số và trong ví dụ của chúng tôi, các cảm biến này sẽ đo cùng một tham số - dòng điện.

Cảm biến dòng điện tương tự

Cảm biến dòng điện tương tự trên máy biến dòng. Tại sao tương tự? Bởi vì trong trường hợp này, dòng điện có thể tăng, ví dụ, từ 0 đến 5 ampe, trong khi điện áp (tín hiệu) ở đầu ra sẽ tăng tỷ lệ thuận từ 0 đến 1 volt. Một cảm biến như vậy cho phép theo dõi liên tục dòng điện trong mạch đo.

Ví dụ: đang được cài đặt trong Cung cấp năng lượng PWM, cảm biến dòng điện tương tự sẽ tạo ra tín hiệu phản hồi tương tự và giá trị của nó càng cao, dòng điện chạy trong mạch tải tại thời điểm này càng lớn và mạch điều chỉnh độ rộng xung điều khiển, được xây dựng trên một bộ so sánh, sẽ giảm thời lượng của xung điều khiển, dẫn dòng tải đến giá trị danh nghĩa cần thiết, để công suất đầu ra không tăng cao không thể chấp nhận được.

Cảm biến kỹ thuật số hiện tại

Bây giờ hãy nói rằng chúng ta đang xử lý một bộ biến đổi năng lượng điện cộng hưởng, trong đó cần phải theo dõi các dao động hiện tại trong mạch LC cộng hưởng, và tham số quan trọng sẽ không chỉ và không quá lớn về cường độ dòng điện theo hướng của nó.

Trong trường hợp này, bạn cũng có thể sử dụng một máy biến dòng, chỉ đầu ra của máy biến dòng sẽ không được tải trên điện trở, mà trên diode zener hoặc trên các điốt giới hạn. Nó sẽ cho cái gì?

Khi dòng điện chạy theo một hướng, điện áp ở phía thứ cấp của máy biến dòng sẽ có giá trị cao nhất định và khi theo hướng khác - một giá trị thấp nhất định. Vì vậy, nó chỉ ra ra 1 và 1 0 - một tín hiệu số và các giá trị trung gian không cần thiết, chúng được theo dõi bởi một mạch khác, tương tự.

Cảm biến hướng hiện tại cũng có thể được thực hiện trên cơ sở hiệu ứng Hall (cảm biến Hall kỹ thuật số), nhưng trong ví dụ của chúng tôi, mục tiêu là cho thấy sự khác biệt cơ bản giữa cảm biến analog và kỹ thuật số, vì vậy chúng ta hãy để cảm biến Hall sang một bên.