Цифровой датчик - Digital sensor

А цифровой датчик электронный или электрохимический датчик, где данные в цифровом виде преобразованный и передан. Датчики часто используются для аналитических измерений, например измерение химических и физических свойств жидкостей. Типичные измеряемые параметры: значение pH, проводимость, кислород, окислительно-восстановительные потенциалы, и другие. Такие измерения используются в индустриальный мир и внести жизненно важный вклад в контроль процесса.

В прошлом использовались датчики аналогового типа, но сегодня все больше и больше используются цифровые датчики. В этой статье описывается разница между ними и обсуждается причина развития цифровых датчиков.

Общие аспекты

Цифровые датчики являются современными преемниками аналоговых датчиков. Цифровые датчики постепенно заменяют аналоговые датчики, поскольку они преодолевают традиционные недостатки аналоговых датчиков (см. Главу 3).

История

Электронные и электрохимические датчики обычно являются частью измерительной цепи. Измерительная цепь состоит из самого датчика, кабеля и преобразователя. В традиционных аналоговых системах датчик преобразует параметр измерения (например, значение pH) в аналоговый электрический сигнал. Этот аналоговый электрический сигнал передается с помощью кабеля. Передатчик преобразует электрический сигнал в читаемую форму (дисплей, токовые выходы, передача данных по шине и т. Д.).

Датчик и кабель часто подключаются не постоянно, а через электрические разъемы. Эта классическая конструкция с разъемами и передачей малых токов по кабелю имеет четыре основных недостатка:

• Влажность и коррозия разъема искажают сигнал.
• Кабель должен быть экранированным и иметь очень высокое качество, чтобы предотвратить изменение измерительного сигнала из-за электромагнитных помех.
• Датчик можно откалибровать или отрегулировать только в установленном состоянии, поскольку влиянием кабеля (длины, омического сопротивления, импеданса) нельзя пренебрегать.
• Длина кабеля ограничена.

Использование и дизайн

Цифровые датчики были разработаны для преодоления традиционных недостатков аналоговых датчиков. Цифровые датчики в основном используются в воде и промышленных процессах. Они измеряют такие параметры, как pH, окислительно-восстановительный потенциал, проводимость, растворенный кислород, аммоний, нитрат, SAC, мутность. Цифровая сенсорная система также состоит из самого сенсора, кабеля и передатчика. Отличия от аналоговых сенсорных систем:

• Датчик имеет электронную микросхему. Сигнал измерения непосредственно преобразуется в цифровой сигнал внутри датчика. Передача данных по кабелю тоже цифровая. Эта цифровая передача данных не чувствительна к длине кабеля, сопротивлению или импедансу кабеля и не подвержена влиянию электромагнитных помех. Можно использовать стандартные кабели.
• Соединение между датчиком и кабелем может быть бесконтактный и осуществляется индуктивной связью. Влажность и связанная с ней коррозия больше не проблема. Альтернативные оптоволоконные кабели также могут быть вариантом для длинных или электромагнитных соединений.
• Датчик можно откалибровать отдельно от системы.

использованная литература

• Х. Галстер: pH-Messung, VCH Verlagsgesellschaft mbH, ISBN  3-527-27836-2
• C.H. Хаманн, В. Вильстих: Elektrochemie I, Verlag Chemie, ISBN  3-527-21039-3
• Schröter / Lautenschläger / Bibrack: Taschenbuch der Chemie, Верлаг Харри Дойч, ISBN  3-8171-1472-9
• У. Титце, гл. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag, ISBN  978-3-642-01621-9