Đầu dò tín hiệu: các loại, nguyên tắc hoạt động và mục đích

Trong ngành công nghiệp và trong nhà được lan truyền sử dụng các loại khác nhau của bộ chuyển đổi tín hiệu. Các thiết bị này có thể được biểu diễn trong một loạt các điều chỉnh phù hợp để giải quyết các vấn đề trong khu vực khác nhau của nền kinh tế. Những loại bộ chuyển đổi tín hiệu có thể được quy cho sự phổ biến nhất? Trong những gì có thể là đặc điểm của hoạt động của họ?

Mục đích của bộ chuyển đổi tín hiệu là gì?

bộ chuyển đổi tín hiệu - thiết bị thực sự có thể có mặt trong một loạt các giải pháp. Thuật ngữ này một cách hiệu quả tập thể và có thể liên quan đến các thiết bị được sử dụng trong các phân đoạn khác nhau của nền kinh tế và phân loại theo các tiêu chí hoàn toàn khác nhau. Các loại chính của tín hiệu có thể chuyển đổi các thiết bị trong câu hỏi:

- điện;

- âm thanh;

- Nhiệt độ;

- tính chất công nghệ.

Tùy thuộc vào các nhiệm vụ phải đối mặt với người sử dụng của bộ chuyển đổi tín hiệu trong cấu trúc của các thiết bị tương ứng có thể được kết hợp mô-đun, chế biến một số loại dữ liệu khác nhau. Việc chuyển đổi như vậy có thể được thực hiện trong một loại duy nhất của tín hiệu (ví dụ: từ một tần số khác) hoặc là một cơ chế ngụ dịch giữa các chủng loại khác nhau của tín hiệu. Ví dụ, trong âm thanh điện.

Các devaysa phổ biến nhất liên quan Chuyển đổi tín hiệu analog sang kỹ thuật số (và ngược lại nếu nó được cung cấp các module cấu trúc thiết bị nội bộ). Hãy xem xét các tính năng của công việc của mình.

Analog-to-kỹ thuật số chuyển đổi

Các thiết bị trong câu hỏi, được thiết kế để chuyển đổi bất kỳ tín hiệu analog - ví dụ, đại diện bởi điện áp, dưới hình thức kỹ thuật số (cho phép, ví dụ, để ghi lại một tín hiệu tương ứng với một tập tin).

Một trong những tiêu chí chính về hiệu quả của hệ thống báo cáo - sản lượng bit dữ liệu. Giá trị của nó xác định mức của tín hiệu để tỷ lệ tiếng ồn.

Một thông số quan trọng đặc trưng chất lượng của một thiết bị như chuyển đổi analog - tín hiệu đầu ra tỷ lệ hình thành. Trong số những thiết bị đó cung cấp tối ưu hiệu quả của nó - những người có liên quan đến kiểu song song. Họ đã làm cho sự hình thành của các dòng tín hiệu lớn sử dụng một số lượng cần thiết của vòi. Tính năng này của các chức năng của thiết bị, trong nhiều trường hợp xác định việc phát hành của bộ chuyển đổi có liên quan, đặc trưng bởi kích thước lớn. Bên cạnh đó, bộ chuyển đổi tín hiệu analog có thể có một mức công suất đủ cao. Tuy nhiên, do tính hiệu quả của các thiết bị này thường được đánh dấu với các tính năng của họ không được coi là lỗi.

Chuyển đổi từ tín hiệu analog với các thiết bị kỹ thuật số song song được thực hiện rất nhanh chóng. Để cung cấp tốc độ cao hơn của các thiết bị loại tương ứng có thể làm việc bằng cách kết nối nhiều thiết bị, để họ có thể xử lý các luồng tín hiệu lần lượt.

các giải pháp thay thế có thể được chuyển đổi song song loại nối tiếp tín hiệu. Họ có xu hướng ít hiệu quả, nhưng năng lượng hiệu quả hơn. việc sử dụng chúng có thể là do trong trường hợp có một vấn đề về cung cấp tín hiệu phát sóng trong phạm vi cơ sở hạ tầng của một công suất nhỏ, hoặc trong trường hợp tỷ lệ chuyển đổi lớn hơn được cung cấp bởi các thiết bị liên tiếp, là bắt buộc.

Nó có thể được lưu ý rằng có một thiết bị hỗn hợp kiểu kết hợp các chức năng của hàng loạt và chuyển đổi song song. Trong nhiều trường hợp, họ là những giải pháp tối ưu về mặt tuân thủ các tiêu chuẩn của lợi nhuận và năng suất.

Trên chúng ta lưu ý rằng các bộ chuyển đổi analog-to-kỹ thuật số có thể bao gồm các module, qua đó việc chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số vào analog. Ngoài ra còn có một danh mục riêng biệt của loại thích hợp của thiết bị. Chúng tôi sẽ nghiên cứu đặc điểm của họ.

Kỹ thuật số để Analog Converters

Trong trường hợp người sử dụng có sẵn, ví dụ, đối với một tín hiệu truyền hình tương tự, hoạt động của mình sẽ có thể kết nối ăng-ten tương ứng. Hoặc đối tượng để chuyển đổi tín hiệu ban đầu vào tương tự, mà TV có thể nhận ra. nguồn của họ có thể, đến lượt nó, một ăng-ten kỹ thuật số. Hoặc cách khác, tín hiệu nhận được thông qua internet.

Thiết bị này trong câu hỏi, do đó, chuyển đổi một tín hiệu chứa mã kỹ thuật số thành một hiện tại, điện áp hoặc điện tích đó được chuyển đến các module xử lý tương tự. cơ chế cụ thể của sự biến đổi này phụ thuộc vào loại dữ liệu đầu vào. Ví dụ, khi nói đến âm thanh, sau đó nó thường là đầu vào được trình bày trong PCM. Nếu tập tin nguồn được nén, codec phần mềm đặc biệt có thể được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu. Đổi lại, ăng-ten kỹ thuật số thường phát đi một tín hiệu phương pháp phần cứng xử lý.

Thiết bị bao gồm bộ chuyển đổi xem có thể được bổ sung bởi các module mục đích khác nhau. Ví dụ, đồng thời đảm bảo sự sinh sản của khuếch đại video phát sóng truyền hình có thể được sử dụng ngoài những mô-đun được sử dụng chuyển đổi. Trong nhiều trường hợp nó là cần thiết để cung cấp hình ảnh chất lượng cao tại các tín hiệu tương tự thành một chuyển đổi kỹ thuật số. Ngoài ra, bộ khuếch đại video được sử dụng khi bạn muốn chuyển hình ảnh đến một khoảng cách đáng kể.

TV - không phải là khu vực duy nhất của việc sử dụng tích cực của các thiết bị trong câu hỏi. bộ chuyển đổi thích hợp bao gồm, ví dụ, của các cầu thủ ổ đĩa CD-ROM, mà còn chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số để Analog.

đầu dò siêu âm

loại phổ biến tiếp theo của thiết bị - một đầu dò siêu âm. Nó có thể được lưu ý rằng nó có thể được thể hiện bằng các thiết bị có một loạt các ứng dụng, cũng như nguyên tắc hoạt động. Trong số các giống phổ biến của đầu dò siêu âm - đơn vị chìm, được thiết kế để truyền tải trong nước hoặc môi trường lỏng khác của siêu âm ở một tần số cụ thể. Thiết bị này có thể được sử dụng, ví dụ, để thực hiện đối tượng làm sạch khác nhau từ ô nhiễm - vào phòng tắm thành phần được sử dụng trong trình tự làm sạch siêu âm.

Ngoài ra còn có các lĩnh vực khác của các ứng dụng của các thiết bị trên. Đầu dò siêu âm có thể được sử dụng để giám sát tính toàn vẹn của cấu trúc nhất định, kết nối, kiểm tra những đối tượng khác hoặc thiệt hại.

Tuyến tính & Converters Switching

Xét tính chất riêng của ứng dụng của bộ chuyển đổi sẽ có ích cho chú ý đến việc phân loại mà tại đó họ được chia thành tuyến tính và xung. Trong thực tế, các tiêu chí này phản ánh hai nguyên tắc cơ bản của hoạt động của các đầu dò.

Những người thuộc dòng, có thể hoạt động trên nguyên tắc thiết kế mạch tương tự, trong đó các tín hiệu chuyển đổi được hình thành với tốc độ mượt mà. Chuyển đổi chuyển đổi đòi hỏi đại diện lớn hơn tín hiệu ở đầu ra, và khi xử lý nội bộ. Tuy nhiên, nếu hoạt động này được thực hiện chỉ dành cho các bước xử lý tín hiệu nội bộ, một thiết bị phù hợp có thể hình thành hầu như hiệu năng giống như trong trường hợp đầu dò tuyến tính kích hoạt. Như vậy, tuyến tính hạn hoặc điều trị xung có thể được coi chỉ trong bối cảnh của các nguyên tắc hoạt động của các thành phần phần cứng chủ chốt loại thích hợp devaysa.

Chuyển đổi chuyển đổi được sử dụng chủ yếu trong trường hợp xử lý tín hiệu công suất cao được giả định như một phần của cơ sở hạ tầng được sử dụng. Điều này là do thực tế là hiệu quả của các thiết bị tương ứng trong trường hợp này là cao hơn nhiều so với khi sử dụng chúng để giảm xử lý tín hiệu điện. Một yếu tố quyết định trong việc lựa chọn dữ liệu - kích hoạt của máy biến áp hoặc tụ các thiết bị cơ sở hạ tầng được sử dụng, trong đó chuyển đổi xung có khả năng tương thích tối ưu.

Đến lượt mình, tuyến tính đầu dò - một thiết bị được sử dụng như một phần của cơ sở hạ tầng, trong đó xử lý tín hiệu công suất thấp. Hoặc nếu có nhu cầu để giảm tiếng ồn tạo ra do sự hoạt động của bộ chuyển đổi. Cần lưu ý rằng hiệu quả của các giải pháp được xem xét trong một cơ sở hạ tầng năng lượng lớn - không phải là xuất sắc nhất, do đó, những thiết bị này thường phát ra một lượng lớn nhiệt hơn so với bộ chuyển đổi xung. Bên cạnh đó, trọng lượng và kích thước của chúng cũng cao hơn đáng kể.

Nhưng, dù sao, trong thực tế, hoạt động của các bộ chuyển đổi trên nguyên tắc đà có thể liên quan đến sự hình thành của hàm truyền của nó trong một thời trang tuyến tính. Do đó, trước khi thực hiện chuyển đổi tín hiệu tương ứng trong cơ sở hạ tầng, phải xem xét cấu trúc nội bộ của họ sử dụng cho các mạch xử lý tín hiệu.

đo bộ chuyển đổi

Một loại phổ biến của giải pháp - máy phát. đặc điểm của họ là gì? Transmitter - một thiết bị cũng có thể được biểu diễn trong một số lượng lớn các giống. Nó kết hợp các dữ liệu tập thể dục Súp như Dimension, và sự biến đổi của số lượng khác nhau.

Một thông thường có thể được coi là hoạt động mạch các thiết bị đo lường loại, trong đó tín hiệu được xử lý trong nhiều giai đoạn tương ứng. Chuyển đổi đầu tiên chấp nhận nó, sau đó chuyển đổi thành giá trị có thể được đo bằng, sau - biến thành một số năng lượng hữu ích. Ví dụ, nếu công cụ chuyển đổi đo lường tương tự, việc chuyển đổi được thực hiện năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

Tất nhiên, các thỏa thuận cụ thể việc áp dụng các giải pháp thích hợp có thể được trình bày trong một phổ rất rộng. Lan truyền việc sử dụng đo biến đổi cho các mục đích khoa học như một phần của cơ sở hạ tầng cho các thí nghiệm và nghiên cứu. Nó kết hợp hầu hết các máy phát phù hợp của họ chủ yếu là liên quan đến việc sử dụng các đặc tính tiêu chuẩn hóa trong xử lý hoặc chuyển tín hiệu. Nó có thể được lưu ý rằng những đặc điểm này không thể lúc nào cũng được sử dụng cho các máy phát của người dùng cuối. sự tham gia của họ, trong nhiều trường hợp thực hiện trong chế độ ẩn. Người sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu tương ứng, nhận được một tín hiệu mong muốn, phù hợp để sử dụng trong các mục đích khác nhau tại đầu ra.

Do đó, các giải pháp này thường sẽ không được sử dụng như các loại độc lập của cơ sở hạ tầng. Họ là một phần của các thiết bị phức tạp hơn - ví dụ, tự động hóa đo lường trong sản xuất. bộ chuyển đổi đo lường thường được phân loại thành hai nhóm chính - tiểu học và trung gian. Nó rất hữu ích để xem xét các chi tiết cụ thể của cả hai.

Phân loại đầu dò: Các giải pháp chủ yếu và trung cấp

Các thiết bị thuộc loại tiểu học, thường được sử dụng như các cảm biến. Đó là, các đầu dò được, trong đó một hoặc các giá trị đo khác trực tiếp hành động. Các Súp còn lại xếp vào loại trung gian. Chúng được đặt trong cơ sở hạ tầng đo ngay sau khi người đầu tiên, và có thể chịu trách nhiệm cho một số lượng lớn các hoạt động liên quan đến việc chuyển đổi. Những hoạt động cụ thể có thể thực hiện tín hiệu loại chuyển đổi mức độ thích hợp? Đối với những chấp nhận:

- đo lường các đặc tính vật lý cho các giá trị khác nhau;

- quy mô chuyển đổi cao;

- chuyển đổi các tín hiệu kỹ thuật số để tương tự và ngược lại;

- biến đổi chức năng.

Lưu ý rằng một phân loại như vậy có thể được coi là tùy ý. Đây là chủ yếu là do thực tế là trong một và dụng cụ đo lường tương tự có thể có nhiều bộ chuyển đổi sơ cấp. Một lý do khác để xem xét phân loại có điều kiện thảo luận ở trên - mà trong các loại khác nhau của các phép đo có thể được thực hiện trên nguyên tắc khác nhau cơ sở hạ tầng.

Các bộ chuyển đổi điện quang

Một phổ biến trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế kiểu devaysa - Chuyển đổi điện tử-quang. Anh, giống như các loại thiết bị, chúng tôi đã thảo luận ở trên, có thể được thể hiện trong một loạt các buổi biểu diễn. Kết hợp bộ chuyển đổi điện quang nguyên tắc chung của hoạt động: nó liên quan đến việc thực hiện sự chuyển đổi của đối tượng vô hình - ví dụ, một chiếu sáng bởi tia hồng ngoại, tia cực tím, hoặc, ví dụ, X-quang, trong quang phổ nhìn thấy được.

Các hoạt động tương ứng thường được thực hiện theo hai giai đoạn. Trên bức xạ vô hình đầu tiên được nhận bởi các âm cực quang, sau đó nó được chuyển đổi thành tín hiệu điện tử. Đó là đã có trong bước thứ hai được chuyển đổi thành một hình ảnh rõ ràng và hiển thị trên màn hình. Nếu nó là một màn hình máy tính, tín hiệu có thể được trước đó chuyển đổi thành một mã số.

Các bộ chuyển đổi quang điện - giải pháp mà có truyền thống được phân thành nhiều thế hệ. Các thiết bị liên quan đến việc đầu tiên, được cấu tạo của một bình thủy tinh chân không. Trong đó đều nằm trong âm cực quang và anode. Giữa họ một sự khác biệt tiềm năng được hình thành. Khi áp dụng cho bộ chuyển đổi trong điện áp tối ưu ống kính electron tạo của nó có khả năng tập trung dòng electron.

Các bộ chuyển đổi của thế hệ thứ hai của module tăng tốc điện tử hiện nay, theo đó độ sáng hình ảnh được nâng cao. Trong các thiết bị của các thành phần thế hệ thứ ba được sử dụng, cho phép tăng độ nhạy của âm cực quang là một thành phần quan trọng của bộ chuyển đổi điện quang là hơn 3 lần.

Các tính năng thuộc về điện trở đầu dò

Một loại phổ biến của các thiết bị - đầu dò điện trở. Chúng ta hãy xem xét một cách chi tiết cụ thể.

Những đầu dò thích nghi với thay đổi điện trở của mình khi tiếp xúc với một measurand cụ thể. Họ cũng có thể thực hiện việc điều chỉnh sự chuyển động góc và tuyến tính. Trong hầu hết các trường hợp, chuyển đổi dữ liệu có trong hệ thống tự động hóa với cảm biến áp suất, nhiệt độ, độ chiếu sáng, đo cường độ của các loại bức xạ. Ưu điểm chính của bộ chuyển đổi điện trở

- độ tin cậy;

- sự vắng mặt của mối tương quan giữa tính chính xác của các phép đo và tính ổn định của điện áp cung cấp.

Có rất nhiều loại thiết bị phù hợp. Trong số phổ biến nhất - các cảm biến nhiệt độ. Chúng tôi sẽ nghiên cứu đặc điểm của họ.

máy dò nhiệt độ kháng

Các bộ chuyển đổi tín hiệu dữ liệu có thành phần rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh. Trong trường hợp nó tăng lên, sức đề kháng của họ có thể được tăng lên. Các thiết bị này được đặc trưng chủ yếu bởi một độ chính xác rất cao. Trong một số trường hợp, họ làm cho nó có thể thay đổi nhiệt độ với độ chính xác 0,026 độ C. Là một phần của các thiết bị này có những yếu tố làm từ bạch kim - trong trường hợp này tỷ lệ kháng là thấp hơn hoặc bằng đồng.

Áp dụng các cảm biến điện trở được đặc trưng bởi nhiều sắc thái. Do đó, cần được lưu ý rằng các chỉ số càng cao thì kích thích hiện tại đang làm thức ăn cho các cảm biến, tăng sự nhạy cảm nhiệt độ của nó, nhưng đồng thời, làm nóng các yếu tố đầu dò tương ứng. Trong nhiều trường hợp điều này gây ra sự sụt giảm trong độ chính xác của nó. Do đó, nó được khuyến khích để đảm bảo hiệu suất tối ưu của sự kích thích hiện tại để các điều kiện đo lường cụ thể. Việc tính toán có thể được thực hiện, ví dụ, dẫn nhiệt của môi trường trong đó các cảm biến được áp dụng - không khí hoặc nước. Thông thường, các thông số khuyến khích cho các dòng kích thích được thiết lập bởi các nhà sản xuất của các cảm biến loại tương ứng. Do đó họ có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào kim loại áp dụng trong cấu trúc thiết bị. Hơn nữa, khi sử dụng bộ cảm biến trong câu hỏi, nó là cần thiết để đưa vào tài khoản thông số như giá trị giới hạn của điều hành hiện tại. Thông thường, nó cũng xác định nhà sản xuất.

cảm biến điện trở - một trong những loại phổ biến nhất của bộ chuyển đổi trên trang trại. Đây phần lớn là do những lợi thế công nghệ quan trọng của nhiều loại trong số họ. Ví dụ, nếu chúng ta nói về Thermistors - những đặc trưng bởi độ nhạy cao, chặt, nhẹ cân. cảm biến loại tương ứng có thể được sử dụng để đo nhiệt độ trong điều kiện khác nhau. sản xuất của họ thường không liên quan đến chi phí đáng kể. Tuy nhiên, thermistors có nhiều nhược điểm - chủ yếu nó là một mức độ cao của phi tuyến tính, để họ có thể được áp dụng trong thực tế trong một phạm vi khá hẹp của nhiệt độ.

loại bộ chuyển đổi thích hợp tín hiệu (loại và mục đích của họ có thể dựa trên các tiêu chí khác nhau để phân loại) được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, sự bao gồm của phân phối cảm biến nhiệt độ, bao gồm trong cấu trúc của nó các thành phần bạch kim và đồng trong thành phần:

- cơ sở hạ tầng hệ thống sưởi - để đo lường các chỉ số nhiệt độ nước làm mát trên các bộ phận khác nhau của thiết bị, cũng như trong một căn phòng nóng;

- Máy giặt - để đo nhiệt độ của nước và điều chỉnh nó để chương trình giặt khác nhau;

- Sắt - tương tự cho nhiệt độ ủi tối ưu trong một chế độ đặc biệt;

- electrotiles, cũng như các loại thiết bị phục vụ nấu ăn - để đảm bảo hoạt động của họ khi kích hoạt chế độ người dùng nhất định.

bộ chuyển đổi biến trở

Một loại phổ biến của các thiết bị điện trở - đầu dò kháng. nguyên tắc hoạt động của mình dựa trên đo điện kháng của một dây dẫn dưới ảnh hưởng của sự dịch chuyển đầu vào. Trên thực tế, bộ chuyển đổi này bao gồm các yếu tố được thích nghi với sự dịch chuyển do tác động của measurand. Thông thường, các thiết bị trong câu hỏi được đưa vào bộ chia điện thế hoặc sử dụng như một thành phần của cây cầu đo.

Nếu chúng ta nói về những đức tính mà đặc trưng cho bộ chuyển đổi biến trở, sau đó, chúng bao gồm:

- sự vắng mặt của một hiệu ứng phản ứng trên các thành phần chuyển động;

- hiệu quả cao;

- kích thước nhỏ, việc sử dụng các cơ sở hạ tầng, hoạt động như một hằng số, như vậy và dòng điện xoay chiều.

Đồng thời các đầu dò điện trở của loại tương ứng không phải lúc nào cũng đáng tin cậy và trong nhiều trường hợp đòi hỏi nguồn lực đáng kể của công ty để duy trì chức năng.