Типы аналоговых и цифровых датчиков с приложениями

Мы часто используем различные типы датчиков в нескольких электрических и электронных приложениях, которые классифицируются как химические, давления, температуры, положения, силы, близости, тепловые, присутствия, потока, оптические, автомобильные, звуковые, скорости, магнитные, электрические, тепловые, волоконно-оптические датчики, аналоговые и цифровые датчики. Датчик можно определить как прибор, который обнаруживает изменения физических, электрических или других величин и с помощью этого средства, как правило, выдает электрический или оптический выходной сигнал в качестве подтверждения изменения этой конкретной величины. В этой статье мы кратко обсудим различные типы датчиков и практические примеры. Но, прежде всего, мы должны знать типы аналоговых и цифровых датчиков.

Аналоговые датчики

Существуют различные типы датчиков, которые выдают непрерывный аналоговый выходной сигнал, и эти датчики считаются аналоговыми датчиками. Этот непрерывный выходной сигнал, создаваемый аналоговыми датчиками, пропорционален измеряемой величине. Существуют различные типы аналоговых датчиков; практические примеры различных типов аналоговых датчиков:акселерометры, датчики давления, световые датчики, звуковые датчики, датчики температуры и так далее.

Акселерометры

Аналоговые датчики, которые обнаруживают изменения положения, скорости, ориентации, ударов, вибрации и наклона путем определения движения, называются акселерометрами. Эти аналоговые акселерометры снова подразделяются на разные типы в зависимости от разнообразия конфигураций и чувствительности.

Эти акселерометры доступны в виде аналоговых и цифровых датчиков в зависимости от выходного сигнала. Аналоговый акселерометр выдает постоянное переменное напряжение в зависимости от величины ускорения, приложенного к акселерометру.

Датчики света

Аналоговые датчики, которые используются для определения количества света, падающего на датчики, называются датчиками света. Эти аналоговые световые датчики снова подразделяются на различные типы, такие как фоторезисторы, сульфид кадмия (CdS) и фотоэлементы. Светозависимый резистор (LDR) можно использовать в качестве аналогового датчика освещенности, который можно использовать для автоматического включения и выключения нагрузок в зависимости от дневного света, падающего на LDR. Сопротивление LDR увеличивается с уменьшением освещенности и уменьшается с увеличением освещенности.

Датчики звука

Аналоговые датчики, которые используются для определения уровня звука, называются датчиками звука. Эти аналоговые звуковые датчики преобразуют амплитуду акустической громкости звука в электрическое напряжение для измерения уровня звука. Этот процесс требует некоторых схем и использует микроконтроллер вместе с микрофоном для создания аналогового выходного сигнала.

Датчик давления

Аналоговые датчики, которые используются для измерения давления, приложенного к датчику, называются аналоговыми датчиками давления. Датчик давления выдает аналоговый выходной сигнал, пропорциональный величине приложенного давления. Эти датчики давления используются для различных типов приложений, таких как пьезоэлектрические пластины или пьезоэлектрические датчики, которые используются для генерации электрического заряда. Эти пьезоэлектрические датчики представляют собой один из типов датчиков давления, которые могут генерировать аналоговый выходной сигнал напряжения, пропорциональный давлению, приложенному к пьезоэлектрическому датчику.

Аналоговый датчик температуры

Датчики температуры широко доступны как в виде цифровых, так и аналоговых датчиков. Обычно используемые аналоговые датчики температуры представляют собой термисторы. Существуют разные типы термисторов, которые используются для разных целей. Термистор - это термочувствительный резистор, который используется для определения изменений температуры. При повышении температуры увеличивается электрическое сопротивление термистора. Точно так же, если температура снижается, сопротивление уменьшается. Он используется в различных приложениях для датчиков температуры.

Практическим примером аналогового датчика температуры является система контроля температуры на основе термистора. Этот проект используется для поддержания постоянной температуры в закрытом помещении. Блок-схема системы контроля температуры состоит из лампы (представляющей собой охладитель), датчика температуры или термистора, реле.

Если температура превышает определенное значение, лампа автоматически включается, указывая на то, что охладитель вернул температуру к нормальному значению. Работающий вместе с отрицательным температурным коэффициентом термистор используется для срабатывания реле - в случае выхода температуры за определенный диапазон. Поскольку этот процесс активации реле для включения охладителя (в этой системе обозначен как лампа) может быть выполнен автоматически, поэтому нет необходимости контролировать температуру лично. Термистор является наиболее часто используемым аналоговым датчиком температуры из-за его низкой стоимости. При изменении температуры входные параметры операционного усилителя изменяются. Таким образом, операционный усилитель обеспечивает выход, который включает реле, и нагрузка соответственно включается или выключается.

Если мы будем использовать цифровой датчик температуры вместо аналогового датчика температуры, то точность системы контроля температуры может быть улучшена.

Цифровые датчики

Электронные датчики или электрохимические датчики, в которых преобразование и передача данных происходит в цифровом виде, называются цифровыми датчиками. Эти цифровые датчики заменяют аналоговые датчики, поскольку они способны преодолеть недостатки аналоговых датчиков. Цифровой датчик состоит в основном из трех компонентов:датчика, кабеля и передатчика. В цифровых датчиках измеренный сигнал напрямую преобразуется в цифровой выходной сигнал внутри самого цифрового датчика. И этот цифровой сигнал передается по кабелю в цифровом виде. Существуют различные типы цифровых датчиков, которые преодолевают недостатки аналоговых датчиков.

Цифровые акселерометры

Метод генерации выходного сигнала прямоугольной формы переменной частоты цифровым акселерометром называется широтно-импульсной модуляцией. Показания снимаются акселерометром с широтно-импульсной модуляцией с фиксированной частотой, обычно при 1000 Гц (но это может быть настроено пользователем в зависимости от используемой ИС). Выходной ШИМ-сигнал, ширина импульса или рабочий цикл пропорциональны значению ускорения.

Цифровой датчик температуры

DS1620 - это цифровой датчик температуры, который выдает температуру устройства с помощью 9-битных значений температуры. Он действует как термостат с тремя выходами тепловой сигнализации. Если температура устройства больше или равна заданной пользователем температуре TH, тогда THIGH переводится в высокий уровень. Если температура устройства меньше или равна заданной пользователем температуре TL, тогда TLOW устанавливается на высокий уровень. Если температура устройства превышает TH и остается высокой до тех пор, пока не упадет ниже TL, то TCOM переводится в высокий уровень.

Практический пример цифрового датчика можно рассматривать как цифровую систему контроля температуры, использующую цифровой датчик температуры, который имеет больше преимуществ и точности по сравнению с аналоговой системой контроля температуры, использующей термистор аналогового датчика. .

Цифровой датчик температуры DS1620, кнопки, семисегментный дисплей и реле подключены к микроконтроллеру 8051. Предлагаемая цифровая система контроля температуры обеспечивает отображение информации о температуре с помощью семисегментных дисплеев. Если значение температуры превышает заданное значение, то нагрузка (нагреватель) отключается реле после получения сигнала от микроконтроллера. Здесь лампа используется для обозначения нагрузки в демонстрационных целях. Поскольку эта цифровая система контроля температуры обеспечивает точность, отображая информацию о температуре на семи сегментных дисплеях, она имеет преимущество перед аналоговой системой контроля температуры.

Последние тенденции в технологиях позволили разработать самые совершенные цифровые датчики для преодоления недостатков аналоговых датчиков. Постепенно каждый аналоговый датчик во многих приложениях заменяется цифровым. Для получения дополнительной технической помощи по проектам электроники, использующим аналоговые и цифровые датчики, вы можете связаться с нами, разместив свои комментарии в разделе комментариев ниже.

Авторские фотографии

• Акселерометр от Amazon
• Звуковой датчик от ebayimg