Цифровой датчик

— Цифровой датчик это электронный или электрохимический датчик , в котором данные преобразуются и передаются в цифровом виде. Датчики часто используются для аналитических измерений, например, измерения химических и физических свойств жидкостей. Примерами измеряемых параметров являются значение pH , проводимость , кислород, окислительно-восстановительный потенциал . Такие измерения используются в промышленно развитых странах и дают жизненно важные данные для управления технологическими процессами .

стали доминировать цифровые датчики В прошлом использовались аналоговые датчики, но в эпоху микропроцессоров . Обсуждаются различия между двумя типами и причины разработки цифровых датчиков:

Общие аспекты

Цифровые датчики являются современными преемниками аналоговых датчиков. Цифровые датчики постепенно заменяют аналоговые датчики, поскольку они преодолевают традиционные недостатки аналоговых сенсорных систем (см. главу 3 – какую книгу?). ^{[ нужна ссылка ]}

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 измеряемый параметр (например, значение pH) в аналоговый электрический сигнал. Этот аналоговый электрический сигнал подключается к передатчику через кабель. Передатчик преобразует электрический сигнал в читаемую форму (дисплей, токовые выходы, передача данных по шине и т. д.).

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

1) Влажность и коррозия разъема искажают сигнал.

2) Кабель должен быть экранированным и очень высокого качества, чтобы предотвратить искажение измерительного сигнала электромагнитными помехами.

влиянием кабеля (длина, сопротивление , импеданс 3) Датчик нельзя калибровать или регулировать до момента установки, поскольку нельзя пренебрегать ).

4) Длина кабеля ограничена.

Использование и дизайн

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

а) Датчик имеет электронный чип. Измерительный сигнал преобразуется непосредственно в цифровой сигнал внутри датчика. Передача данных по кабелю также является цифровой. На передачу цифровых данных не влияют длина кабеля, его сопротивление или импеданс, а также электромагнитные помехи. Можно использовать стандартные кабели.

б) Соединение между датчиком и кабелем может быть бесконтактным и осуществляться посредством индуктивной связи. Влажность и связанная с ней коррозия больше не являются проблемой. Альтернативные оптоволоконные кабели также могут быть вариантом для длинных или электромагнитно неблагоприятных соединений.

в) Датчик можно калибровать отдельно от системы.

См. также

Датчик изображения

Ссылки

(немецкий язык, названия переведены на английский)

Х. Гальстер: измерение pH, 1990, VCH Verlagsgesellschaft mbH, ISBN 3-527-27836-2
CH Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie I (Электрохимия I), 1975, Verlag Chemie, ISBN 3-527-21039-3
Шретер / Лаутеншлегер / Бибрак: Карманный справочник по химии, 2001, Verlag Harri Deutsch , ISBN 3-8171-1472-9
У. Титце, Ч. Шенк: Технология полупроводниковых цепей, 2010, Springer Verlag, ISBN 978-3-642-01621-9