Да ли сте се икада запитали како машина може да тумачи своје окружење и да реагује у складу са тим? Одговор лежи у аналогни и дигитални сензори. Аналогни сензори омогућавају машинама да прикупљају податке из свог окружења, тумаче их и доносе одлуке на основу информација. На пример, аутомобил може да открије препреке на свом путу, а медицински уређај може да прати виталне знаке. Дигитални сензори користе софтверске алгоритме за тумачење својих улаза и генерисање излаза. Они су неопходни да би се обезбедио сигуран и ефикасан рад машина.
У овом чланку ћемо погледати аналогне и дигиталне сигнале, разлике између њих аналогни и дигитални сензори, како функционишу и различите врсте апликација у којима се користе.
резиме:
- Сигнали и њихови типови
- Аналогни и дигитални сензори
- Типови аналогних и дигиталних сензора
- Примене аналогних и дигиталних сензора
- Закључак
Сигнали и њихови типови
Шта је аналогно против дигиталног?
Аналогни и дигитални сигнали су оба метода преноса информација. Значајна разлика између дигиталних сигнала и аналогних сигнала је њихова електрична својства – аналогни сигнали се одликују континуираном струјом, док се дигитални сигнали карактеришу неконтинуираним импулсом.
И аналогни и дигитални сигнали имају своје предности и мане, у зависности од њихове употребе. Аналогни сигнали обично имају бољу отпорност на буку и већи пропусни опсег, али захтевају сложенија кола за њихову обраду, док дигитални сигнали обично имају једноставнија кола, али имају тенденцију да имају већи степен изобличења због грешака квантизације у смањењу великог броја битова на мање. Стога, када одлучујете који тип сигнала треба користити за било коју дату примену, важно је размотрити све аспекте конкретног задатка који је при руци како бисте пронашли најбољи избор за ту конкретну ситуацију.
Шта је аналогни сигнал?
Аналогни сигнали су континуирани таласни облици који представљају физичка мерења, као што су електричне струје или звучни таласи. Обично их генеришу аналогни сензори као што су микрофони и термопарови, и могу се преносити преко кабла или бежичне везе. Амплитуда аналогног сигнала је пропорционална вредности мерења, што значи да носи више информација од дигиталног сигнала.
Који је најчешћи аналогни сигнал?
Најчешћи аналогни сигнал је електрична струја, која долази од аналогних сензора као што су термопарови и користи се за мерење различитих физичких својстава, укључујући температуру, притисак и ниво звука. За пренос ових сигнала могу се користити кабловске или бежичне везе, али их може ометати шум који омета, што захтева посебну пажњу током преноса.
Шта је дигитални сигнал?
Дигитални сигнали су дисконтинуирани и представљају бинарне вредности које се могу тумачити само као нула или један. Ово их чини лакшим за складиштење и обраду за рачунаре од аналогних сигнала. Дигитални сигнали користе дискретне импулсе за представљање података, а не глатке таласне облике који се налазе у аналогним сигналима. Дигитални сигнали се могу преносити на велике удаљености без губитка информација или оштећења од спољних извора. Као резултат тога, они постају све чешћи у савременим комуникационим системима.
Шта је боље, аналогни или дигитални сигнали?
Зависи од случаја употребе. Аналогни сигнали могу да пренесу више информација јер је њихова амплитуда пропорционална мерењу које се врши, али дигитални сигнали су тачнији и отпорнији на шум. За апликације где су прецизност и тачност критичне, дигитални сигнали могу бити бољи избор. За апликације где је потребно пренети већи опсег информација, аналогни сигнали могу бити прикладнији.
Аналогни сензори против дигиталних сензора
Сензори се могу широко категорисати у два типа:
- Аналогни сензори
- Дигитални сензори
Оба типа сензора имају своју употребу, у зависности од примене.
Шта је аналогни сензор?
Аналогни сензори су уређаји који мере физичке атрибуте као што су температура, притисак или ниво звука и емитују аналогни сигнал. Они се крећу од једноставних уређаја као што су термометри до напреднијих технологија као што су мерачи напрезања. Аналогни излази сензора су обично аналогни по природи и захтевају даљу обраду да би се интерпретирали.
Шта чита аналогни сензор?
Аналогни сензор чита физичке атрибуте као што су температура, притисак или ниво звука. Обично емитује аналогне сигнале који се затим могу обрадити за тумачење мерења. Аналогни сензори се често користе у апликацијама које захтевају већу прецизност и/или мање сметње у односу на шум од дигиталних сензора. На пример, очитавања температуре са прецизних инструмената могу захтевати аналогне сензоре због њихове способности да детектују мале промене у измереним параметрима.
Шта чита аналогни сензор?
Аналогни сензори притиска, звучни сензори, температурни сензори и светлосни сензори (ЛДР) су неки од примера аналогних сензора.
Која је предност аналогних сензора?
Главна предност аналогних сензора је могућност мерења физичких појава различитих вредности. На пример, термометар може да мери температуре које варирају од ниске до високе у зависности од типа сензора који се користи. Слично, мерачи напрезања и фотоелектрични детектори могу се користити за мерење великих опсега силе или интензитета светлости, респективно.
Шта је дигитални сензор?
Дигитални сензори су физички сензори који мере физичке величине и претварају их у употребљиве дигиталне сигнале. Они раде тако што откривају промене у окружењу, као што су температура, притисак или звучни таласи, и претварају ове информације у дигитални формат. Уобичајени дигитални сензори укључују термисторе (температура), пиезоелектричне кристале (притисак) и микрофоне (звук). Најчешћи тип дигиталног сензора је аналогно-дигитални претварач (АДЦ), који претвара аналогне сигнале са уређаја или окружења у дигитални формат.
Шта је пример дигиталног сензора?
Дигитални сензори притиска и температурни сензори су два примера најчешће коришћених дигиталних сензора.
Типови аналогних & Дигитални сензори
Листа типова аналогних сензора:
- Аналогни акцелерометри
- Аналогни сензори светлости
- Аналогни сензори звука
- Аналогни сензори притиска
- Аналогни температурни сензори
Аналогни акцелерометри: Аналогни акцелерометри су аналогни сензори који се користе за мерење убрзања или вибрација. Ови сензори претварају убрзање у видљив сигнал. Обично се постављају на различите структуре као што су авиони, возила и мостови како би се пратиле вибрације настале кретањем или саобраћајем. Са својом високом осетљивошћу и брзим временом одзива, аналогни акцелерометри се такође могу користити унутар машина за праћење њиховог здравља.
Аналогни сензори светлости: Аналогни сензори светлости су тип аналогног сензора који се користи за мерење интензитета светлости. Они раде тако што примљену светлост претварају у телекомуникациони сигнал који се може пратити. Уобичајене апликације за аналогне сензоре светлости укључују мерење количине природног дневног светла у просторији, контролу нивоа осветљења зграда и уличне расвете и камере које се користе за мерење експозиције.
Аналогни сензори звука: Аналогни сензори звука су тип аналогног сензора који се користи за мерење интензитета звука. Они раде тако што примљени звук претварају у телекомуникациони сигнал који се може пратити. Аналогни сензори звука се обично користе за одређивање нивоа буке у индустријским окружењима и за процену квалитета звука музичких студија.
Аналогни сензори притиска: Аналогни сензори притиска су тип аналогног сензора који се користи за мерење притиска. Они раде тако што примљени притисак претварају у телекомуникациони сигнал који се може пратити. Сензори притиска се користе за контролу и надзор у хиљадама свакодневних апликација. Ови сензори такође могу индиректно да мере неколико других варијабли, укључујући проток течности и гаса, брзину, ниво воде и надморску висину. Аналогни сензори притиска имају брзо време одзива и добру осетљивост и лако се калибришу.
Аналогни температурни сензори: Аналогни температурни сензори су аналогни сензори који се користе за мерење температуре. Они раде тако што примљену температуру претварају у сигнал који се може пратити. Термистори су уобичајени аналоги температурних сензора, а постоје различити типови у зависности од њихове специфичне употребе. Аналогни температурни сензори раде тако што откривају промене температуре јер су они заправо отпорници осетљиви на топлоту. Отпор термистора расте како температура расте и опада како се температура смањује. Користи се у разним апликацијама температурних сензора.
Листа типова дигиталних сензора:
- Дигитални сензор акцелерометра
- Дигитални температурни сензор
- Дигитални сензор влажности
Сензори дигиталног акцелерометра: Дигитални акцелерометри су дигитални сензори користи се за мерење убрзања. Њихова функција је да претворе прикупљено убрзање у видљив сигнал. Дигитални акцелерометри се широко користе у индустријским окружењима за одређивање вибрација и удара, и у пројектима роботике или навигационим системима за снимање положаја и угла.
Дигитални температурни сензори: Дигитални температурни сензори се користе за мерење температуре и њено праћење претварањем посматране температуре у телекомуникациони сигнал. Уобичајене примене за дигиталне температурне сензоре укључују праћење температуре у индустријским окружењима, контролу окружења стакленика и мерење укупне температуре земљишта, ваздуха или воде у пољопривредним применама.
Дигитални сензори влажности: Дигитални сензори влажности се користе за откривање и мерење нивоа влажности у окружењу. Сензори влажности се могу користити у различитим апликацијама као што су системи за контролу климе, пољопривредни надзор, медицинска опрема и индустријска производња.
Како одредити да ли је сензор аналогни или дигитални?
Постоји неколико начина да се утврди да ли је сензор аналогни или дигитални сензор. Неколико уобичајених метода је описано у наставку:
Излазни сигнал: Један од најлакших начина да се утврди да ли је сензор аналогни или дигитални сензор је испитивање његовог излазног сигнала. Аналогни сензори обично емитују континуирани напон или струју пропорционалну променљивој која се мери, док дигитални сензори емитују низ цифара или дигиталних кодова.
Интерфејс: Други начин да се утврди да ли је сензор аналогни или дигитални је да погледате интерфејс који користи за комуникацију са уређајем или системом на који је повезан. Аналогни сензори обично користе аналогни електрични интерфејс, као што је напон или струјни излаз, док дигитални сензори користе дигитални интерфејс, као што је серијска или паралелна магистрала.
Лист са подацима: Технички лист за сензор обично наводи да ли је сензор аналогни или дигитални сензор. Ово је најпоузданији начин да сазнате о којој врсти сензора се ради.
Екстерне компоненте: Неки сензори захтевају екстерне компоненте, као што је АДЦ (аналогно-дигитални претварач), за претварање аналогног сигнала у дигитални сигнал. Ако сензор захтева АДЦ, онда је то аналогни сензор.
Важно је напоменути да неки сензори могу имати и аналогни и дигитални излаз, или и аналогни и дигитални интерфејс. У овом случају, важно је проверити листу са подацима сензора или консултовати произвођача да бисте утврдили тип излаза или интерфејса који се користи.
Примене аналогних и дигиталних сензора
Следеће су апликације аналогних сензора:
У индустријској области, аналогни сензори притиска се широко користе у нафтној, хемијској и индустрији челика за праћење параметара као што су хидраулички притисак, притисак гаса и ниво течности како би се осигурала стабилност и сигурност производних процеса. Истовремено, то такође може помоћи предузећима да остваре уштеду енергије и побољшање продуктивности.
У области медицине, аналогни сензори притиска се користе у мониторима, сфигмоманометрима, апаратима за анестезију и другој медицинској опреми за тренутно праћење пацијентовог крвног притиска, откуцаја срца и других виталних знакова, пружајући лекарима тачну дијагностичку основу. Поред тога, такође може помоћи лекарима да реализују брзе и тачне хируршке операције, побољшавајући безбедност и стопу успешности операције.
У аутомобилској области, симулирани сензори притиска се користе у аутомобилским енергетским системима, кочионим системима, сигурносним системима итд., за праћење параметара као што су притисак уља, притисак ваздуха и температура како би се осигурала сигурност и стабилност вожње аутомобила. Истовремено, може помоћи возачима да остваре уштеду енергије и смањење емисија.
У области заштите животне средине, аналогни сензори притиска се користе у станицама за праћење атмосфере, станицама за праћење квалитета воде и другој опреми за праћење животне средине, као што су притисак ваздуха, ниво воде, температура и други параметри, како би се обезбедила подршка научних података за заштиту животне средине. Истовремено, може помоћи предузећима да реализују спровођење мера заштите животне средине и циљ уштеде енергије и смањења емисије.
У области ваздухопловства, симулирани сензори притиска се користе у хидрауличким и пнеуматским системима авиона за праћење параметара као што су ваздушни притисак и притисак уља како би се осигурала сигурност и стабилност лета авиона. Истовремено, такође може помоћи пилотима да остваре уштеду енергије и смањење емисије.
У области пољопривреде, аналогни сензори притиска се користе у системима за наводњавање за праћење нивоа и притиска воде како би се обезбедио нормалан рад система за наводњавање и ефикасно коришћење воде. Истовремено, такође може помоћи пољопривредницима да остваре уштеду енергије и ефикасност коришћења воде.
Следеће су апликације дигиталних сензора:
У области индустријске аутоматизације, дигитални сензори притиска се широко користе за мерење ваздушног притиска, притиска уља, притиска воде итд., за праћење и контролу промена притиска у пумпама, вентилима, цевоводима, контејнерима, резервоарима и машинама и опреми. На пример, у нафтоводу, водопривреди и хидроенергетици, железници и транспорту, интелигентним зградама и другим пољима, дигитални сензори притиска играју важну улогу.
У области транспорта, дигитални сензори притиска користе се за праћење притиска кочионог система возила, притиска у гумама, притиска система ваздушних јастука итд. како би се обезбедио безбедан рад саобраћаја. На пример, у паметним аутомобилима, дигитални сензори притиска могу да прате притисак у гумама у реалном времену како би осигурали безбедност вожње.
У медицинској опреми, дигитални сензори притиска се широко користе у апаратима за мерење крвног притиска, респираторима и другој опреми, који се користе за праћење промена унутрашњег притиска у телу, као што су притисак срца и плућа, како би помогли лекарима да дијагностикују и лече кардиоваскуларне болести, болести респираторног система.
У области потрошачке електронике, дигитални сензори притиска се користе у уређајима као што су паметни телефони, на пример, да детектују притисак притиска на тастере и обезбеде прецизније и поузданије искуство уноса.
Закључак
И аналогни и дигитални сензори су моћни алати за прикупљање података о животној средини. Аналогни сензори пружају директнија и прецизнија мерења физичких појава као што су температура, притисак и звук. Дигитални сензори користе софтверске алгоритме за тумачење својих улаза, што их чини погодним за сложеније апликације.
Сваки тип сензора има своје предности и ограничења која се морају узети у обзир при избору сензора за одређену примену. Разумевање начина на који аналогни и дигитални сензори раде је од суштинског значаја за сваку примену која укључује праћење животне средине.
Шта још желите да знате? Или имате питања?
У сваком случају, оставите коментар испод или нас контактирајте.