Quelle est la différence entre les capteurs analogiques et numériques

Le terme «capteur» lui-même désigne un mécanisme conçu pour mesurer un paramètre afin de poursuivre le traitement du résultat de la mesure. Le circuit du capteur génère un signal sous une forme pratique pour la transmission, puis le signal est converti, traité ou stocké. Sans capteurs dans certains domaines modernes de l'industrie, et dans de nombreux équipements de différents types, ne peut tout simplement pas faire.

L'électronique permet aujourd'hui de fabriquer des capteurs électroniques capables de surveiller des processus par plusieurs paramètres à la fois, ce qui élargit considérablement les possibilités de construction d'appareils de mesure et d'actionnement complexes.

Le capteur contient nécessairement dans sa conception un élément sensible et souvent une partie convertisseur. Les principales caractéristiques des capteurs électroniques sont leur sensibilité et leur erreur de mesure.

Aujourd'hui, les capteurs analogiques et numériques sont utilisés partout à des fins scientifiques et de recherche, en télémétrie, dans les systèmes de contrôle qualité et de contrôle automatisé, et dans de nombreux autres domaines, qui peuvent être énumérés indéfiniment. D'une manière ou d'une autre, ce sont toujours les domaines techniques où il est nécessaire d'obtenir des informations sur la mesure d'une quantité.

Le but de cet article sera de donner au lecteur une idée de la différence entre les capteurs analogiques et numériques. Nous allons examiner un exemple simple de la façon dont la même valeur peut être suivie par un capteur analogique et numérique, et dans ce cas, il est conseillé d'utiliser un capteur analogique, et dans quel cas - numérique.

Un capteur analogique génère un signal analogique à la sortie, dont la valeur de niveau est obtenue en fonction du temps, et un tel signal change en continu, le signal prend constamment l'une des nombreuses valeurs possibles.

Ainsi, les capteurs analogiques conviennent pour suivre la grandeur physique en constante évolution, par exemple tension aux bornes du thermocouple signale un changement de température, et la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur de courant est dans une certaine période proportionnelle au courant du circuit contrôlé. Le microphone est un capteur de variations de pression d'une onde sonore, etc.

Les capteurs numériques, à leur tour, génèrent un signal de sortie qui peut être enregistré sous la forme d'une séquence de valeurs numériques, le signal est souvent binaire, c'est-à-dire soit un niveau de signal élevé, soit faible (zéro). Lorsqu'un signal de capteur numérique doit être transmis sur un canal analogique, comme la radio, recourir à la modulation.

Les capteurs numériques dominent les systèmes de communication car leurs signaux de sortie sont facilement régénérés dans le répéteur, même en présence de bruit. Et le signal analogique, dans ce sens, sera déformé par le bruit, et les données s'avéreront inexactes. Lors de la transmission d'informations, les capteurs numériques sont plus acceptables.

Regardons des exemples simples spécifiques, d'abord un capteur analogique, puis un capteur numérique, et dans notre exemple, ces capteurs mesureront le même paramètre - le courant.

Capteur de courant analogique

Capteur de courant analogique sur transformateur de courant. Pourquoi analogique? Parce que dans ce cas, le courant peut augmenter, par exemple, de 0 à 5 ampères, tandis que la tension (signal) à la sortie augmentera proportionnellement de 0 à 1 volt. Un tel capteur permet une surveillance continue du courant dans le circuit mesuré.

Par exemple, être installé dans Alimentation PWM, le capteur de courant analogique génère un signal de rétroaction analogique, et plus sa valeur est élevée, plus le courant dans le circuit de charge circule actuellement et le circuit de réglage de la largeur d'impulsion de commande, construit sur un comparateur, réduira la durée de l'impulsion de commande, conduisant le courant de charge à la valeur nominale requise, de sorte que la puissance de sortie n'augmente pas de manière inacceptable.

Capteur de courant numérique

Disons maintenant que nous avons affaire à un convertisseur de puissance électrique résonnant, où il est nécessaire de surveiller les fluctuations de courant dans un circuit LC résonnant, et un paramètre important ne sera pas seulement et non pas tant l'amplitude du courant que sa direction.

Dans ce cas, vous pouvez également utiliser un transformateur de courant, seule la sortie du transformateur de courant ne sera pas chargée sur la résistance, mais sur la diode zener ou sur les diodes de limitation. Qu'est-ce que ça donnera?

Lorsque le courant circule dans un sens, la tension du côté secondaire du transformateur de courant aura une certaine valeur élevée et, dans l'autre sens - une certaine valeur faible. Il s'avère donc «1» et «0» - un signal numérique, et les valeurs intermédiaires ne sont pas nécessaires, elles sont surveillées par un autre circuit, analogique.

Les capteurs de direction actuels peuvent également être mis en œuvre sur la base de l'effet Hall (capteurs Hall numériques), mais dans notre exemple, l'objectif était de montrer la différence fondamentale entre les capteurs analogiques et numériques, alors laissons de côté le capteur Hall.