Датчики и сенсоры

В данном материале «датчики» и «сенсоры» подразумеваются как синонимы.

«Датчик» — это механизм, который предназначен для измерения какого-либо параметра, с целью обработки результата данного измерения. Данные устройства — неотъемлемая часть множества современного оборудования, они используются в системах контроля качества, телеметрии и так далее. Современные электронные датчики позволяют контролировать и обрабатывать сразу несколько параметров. Важным элементом является их преобразовательная часть, которая отвечает за распознавание и преобразование получаемого сигнала.

Основные характеристики электронного датчика: чувствительность и погрешность.

Наиболее распространенными являются аналоговые и цифровые датчики. Главное отличие заключается в том, какой сигнал в итоге генерируется.

Аналоговые датчики генерируют аналоговый сигнал. Его изменение происходит непрерывно, он принимает какое-нибудь из множественных значений. Запитываются такие датчики постоянным или переменным током (второй вариант предпочтительнее, поскольку сводятся к минимуму ошибки, но постоянное питание дешевле).

Сигнал, который генерируют цифровые датчики, можно на выходе записать в виде последовательности цифровых значений. Для того чтобы передать сигнал по аналоговому каналу прибегают к модуляции. Среди главных достоинств цифрового датчика — простота калибровки и прямая диагностика. В основном данный вид оборудования используют в системах связи. 

Преимущества и недостатки цифровых и аналоговых датчиков

• оба обладают одинаковой точностью;
• в цифровом датчике быстрее проходит проверка состояния;
• аналоговые датчики более надежны;
• аналоговые датчики уязвимы к помехам больше, чем цифровые.

Кроме этого, сенсоры различаются по протоколу, который определяет, как принимающая сторона будет интерпретировать сигнал. У каждого датчика свой протокол, который зависит от производителя. 

Выбор датчика должен основываться на задачах, которые предстоит выполнять, и условий, в которых его будут использовать.

Широтно-импульсная модуляция

Под этим понятием понимается способ управления передачей полезной мощности в нагрузку. Основными характеристиками ШИМ являются: амплитуда (Вольт), частота следования посылок (Гц), скважность импульсных сигналов. Применение данной модуляции позволяет повысить КПД преобразователей, в частности, импульсных.

Преимущества ШИМ

• Высокая экономичность преобразования;
• Снижение габаритов и веса импульсных блоков питания;
• Повышение надежности устройства;
• Повышение сроков его эксплуатации.

Цифровая широтно-импульсная модуляция позволила сделать устройства более компактными.

К отрицательным сторонам этого способа трансформации мощности относят создаваемые устройством импульсные помехи и сложные схемные решения, приводящие к затруднениям при ремонте.

Широтно-импульсная модуляция применяется в импульсных преобразователях (входит в состав современных блоков питания), электронных модулях для регуляции яркости дисплеев, в импульсных схемах напряжения и так далее.