ما هو الفرق بين أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية

يعني مصطلح "المستشعر" نفسه آلية مصممة لقياس المعلمة من أجل زيادة معالجة نتيجة القياس. تولد دارة المستشعر إشارة في شكل مناسب للإرسال ، ثم يتم تحويل الإشارة أو معالجتها أو تخزينها. بدون أجهزة استشعار في بعض المناطق الحديثة في الصناعة ، وفي العديد من المعدات من أنواع مختلفة ، لا يمكن القيام به.

يتيح الإلكترونيات اليوم تصنيع أجهزة استشعار إلكترونية قادرة على مراقبة العمليات من خلال العديد من المعلمات في وقت واحد ، مما يوسع إلى حد كبير من إمكانيات إنشاء أجهزة معقدة للقياس والتشغيل.

يحتوي المستشعر بالضرورة على عنصر حساس وغالبًا ما يكون جزءًا من المحول. الخصائص الرئيسية لأجهزة الاستشعار الإلكترونية هي حساسية وخطأ القياس.

اليوم ، يتم استخدام أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية في كل مكان للأغراض العلمية والبحثية ، والقياس عن بعد ، وأنظمة مراقبة الجودة والتحكم الآلي ، وفي العديد من المجالات الأخرى ، والتي يمكن تعدادها إلى أجل غير مسمى. بطريقة أو بأخرى ، هذه هي دائمًا تلك المجالات الفنية حيث يكون من الضروري الحصول على معلومات حول قياس الكمية.

سيكون الغرض من هذه المقالة هو إعطاء القارئ فكرة عن الفرق بين أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية. سننظر في مثال بسيط لكيفية تتبع نفس القيمة بواسطة جهاز استشعار رقمي وتمثيلي ، وفي هذه الحالة ، من المستحسن استخدام جهاز استشعار تمثيلي وفيه - رقمي.

يولد المستشعر التمثيلي إشارة تناظرية عند الخرج ، يتم الحصول على قيمة المستوى كدالة للوقت ، وتتغير هذه الإشارة باستمرار ، تأخذ الإشارة باستمرار أيًا من القيم العديدة الممكنة.

لذلك ، أجهزة الاستشعار التناظرية مناسبة لتتبع العظمة المادية المتغيرة باستمرار ، على سبيل المثال الجهد محطة الحرارية يشير إلى تغير في درجة الحرارة ، والجهد على اللف الثانوي للمحول الحالي في فترة معينة يتناسب مع تيار الدائرة الخاضعة للرقابة. الميكروفون عبارة عن مستشعر يتغير الضغط من موجة صوت ، إلخ.

تقوم المستشعرات الرقمية بدورها بإنشاء إشارة خرج يمكن تسجيلها في شكل سلسلة من القيم العددية، غالبًا ما تكون الإشارة ثنائية ، أي إما أن يكون مستوى الإشارة مرتفعًا أو منخفضًا (صفر). عندما يلزم إرسال إشارة استشعار رقمية عبر قناة تمثيلية ، مثل الراديو ، لجأ إلى استخدام التعديل.

تسيطر أجهزة الاستشعار الرقمية على أنظمة الاتصالات لأن إشارات الخرج الخاصة بها يتم تجديدها بسهولة في المكرر ، حتى لو كان هناك ضوضاء. وسيتم تشويه الإشارة التناظرية ، بهذا المعنى ، بسبب الضوضاء ، وستتحول البيانات إلى أنها غير دقيقة. عند إرسال المعلومات ، تكون المستشعرات الرقمية أكثر قبولًا.

دعونا نلقي نظرة على أمثلة بسيطة محددة ، أولاً جهاز استشعار تمثيلي ، ثم جهاز رقمي ، وفي مثالنا هذا سوف تقيس هذه المستشعرات نفس المعلمة - الحالية.

استشعار الحالي التناظرية

استشعار الحالي التناظرية على محول الحالي. لماذا التناظرية؟ لأنه في هذه الحالة ، يمكن للتيار أن يزيد ، على سبيل المثال ، من 0 إلى 5 أمبير ، في حين أن الجهد (الإشارة) في الخرج سيزداد تناسبيًا من 0 إلى 1 فولت. مثل هذا الاستشعار يسمح بمراقبة مستمرة للتيار في الدائرة المقاسة.

على سبيل المثال ، يتم تثبيتها في امدادات الطاقة PWM، سيولد مستشعر التيار التناظري إشارة تغذية مرتدة تناظرية ، وكلما ارتفعت قيمته ، ارتفع التيار في دائرة الحمل في الوقت الحالي ، ودائرة ضبط عرض نبض التحكم ، بنيت على المقارنةسيؤدي إلى تقليل مدة نبض التحكم ، مما يؤدي إلى تحميل الحمل الحالي إلى القيمة الاسمية المطلوبة ، بحيث لا تزيد طاقة الإخراج عالية بشكل غير مقبول.

أجهزة الاستشعار الرقمية الحالية

الآن دعنا نقول أننا نتعامل مع محول الطاقة الكهربائية الرنان ، حيث من الضروري مراقبة تقلبات التيار في دائرة LC الرنانة ، والمعلمة الهامة لن تكون فقط مقدار التيار وليس فقط مقدار الاتجاه الحالي.

في هذه الحالة ، يمكنك أيضًا استخدام محول تيار ، فلن يتم تحميل إخراج المحول الحالي فقط على المقاوم ، ولكن على الصمام الثنائي زينر أو على الثنائيات المحددة. ماذا سيعطي؟

عندما يتدفق التيار في اتجاه واحد ، فإن الجهد على الجانب الثانوي للمحول الحالي سيكون له قيمة عالية معينة ، وعندما يكون في الاتجاه الآخر - قيمة معينة منخفضة. لذلك تبين "1" و "0" - إشارة رقمية ، والقيم الوسيطة ليست مطلوبة ، تتم مراقبتها بواسطة دائرة أخرى ، تمثيلية.

يمكن أيضًا تطبيق مجسات الاتجاه الحالية على أساس تأثير القاعة (مجسات القاعة الرقمية) ، ولكن في مثالنا كان الهدف هو إظهار الفرق الأساسي بين المستشعرات التناظرية والرقمية ، لذلك دعونا نترك مستشعر القاعة جانباً.