Typen analoger und digitaler Sensoren mit Anwendungen

Wir verwenden häufig verschiedene Arten von Sensoren in verschiedenen elektrischen und elektronischen Anwendungen, die in chemische, Druck-, Temperatur-, Positions-, Kraft-, Näherungs-, Wärme-, Präsenz-, Durchfluss-, optische, Automobil-, Schall-, Geschwindigkeits-, Magnet-, Elektro-, Wärme-, faseroptische Sensoren, analoge und digitale Sensoren. Ein Sensor kann als ein Gerät definiert werden, das Veränderungen physikalischer oder elektrischer oder anderer Größen erfasst und auf diese Weise im Allgemeinen eine elektrische oder optische Signalausgabe als Bestätigung der Veränderung dieser bestimmten Größe erzeugt. In diesem Artikel gehen wir kurz auf verschiedene Sensortypen und praktische Beispiele ein. Aber in erster Linie müssen wir die Arten von analogen und digitalen Sensoren kennen.

Analoge Sensoren

Es gibt verschiedene Arten von Sensoren, die ein kontinuierliches analoges Ausgangssignal erzeugen und diese Sensoren werden als analoge Sensoren betrachtet. Dieses kontinuierliche Ausgangssignal der analogen Sensoren ist proportional zur Messgröße. Es gibt verschiedene Arten von analogen Sensoren; Praktische Beispiele für verschiedene Arten von analogen Sensoren sind wie folgt:Beschleunigungsmesser, Drucksensoren, Lichtsensoren, Schallsensoren, Temperatursensoren usw.

Beschleunigungsmesser

Analoge Sensoren, die Änderungen in Position, Geschwindigkeit, Ausrichtung, Stößen, Vibrationen und Neigungen durch Erfassung von Bewegungen erkennen, werden als Beschleunigungsmesser bezeichnet. Diese analogen Beschleunigungsmesser werden je nach Konfiguration und Empfindlichkeit wiederum in verschiedene Typen eingeteilt.

Diese Beschleunigungsmesser sind basierend auf dem Ausgangssignal als analoge und digitale Sensoren erhältlich. Der analoge Beschleunigungsmesser erzeugt eine konstante variable Spannung basierend auf der auf den Beschleunigungsmesser ausgeübten Beschleunigung.

Lichtsensoren

Analoge Sensoren, die zur Erfassung der auf die Sensoren auftreffenden Lichtmenge verwendet werden, werden als Lichtsensoren bezeichnet. Diese analogen Lichtsensoren werden wiederum in verschiedene Typen wie Fotowiderstand, Cadmiumsulfid (CdS) und Fotozelle eingeteilt. Der lichtabhängige Widerstand (LDR) kann als analoger Lichtsensor verwendet werden, der verwendet werden kann, um Lasten basierend auf dem auf den LDR einfallenden Tageslicht automatisch ein- und auszuschalten. Der Widerstand des LDR steigt mit abnehmendem Licht und nimmt mit zunehmendem Licht ab.

Schallsensoren

Analoge Sensoren, die zur Erfassung des Schallpegels verwendet werden, werden als Schallsensoren bezeichnet. Diese analogen Schallsensoren übersetzen die Amplitude des Schallvolumens des Schalls in eine elektrische Spannung zum Erfassen des Schallpegels. Dieser Prozess erfordert einige Schaltungen und verwendet einen Mikrocontroller zusammen mit einem Mikrofon, um ein analoges Ausgangssignal zu erzeugen.

Drucksensor

Die analogen Sensoren, die verwendet werden, um den auf einen Sensor ausgeübten Druck zu messen, werden als analoge Drucksensoren bezeichnet. Der Drucksensor erzeugt ein analoges Ausgangssignal, das proportional zum angelegten Druck ist. Diese Drucksensoren werden für verschiedene Arten von Anwendungen verwendet, z. B. piezoelektrische Platten oder piezoelektrische Sensoren, die zur Erzeugung elektrischer Ladung verwendet werden. Diese piezoelektrischen Sensoren sind eine Art von Drucksensoren, die ein analoges Ausgangsspannungssignal proportional zu dem auf den piezoelektrischen Sensor ausgeübten Druck erzeugen können.

Analoger Temperatursensor

Temperatursensoren sind sowohl als digitale als auch als analoge Sensoren weit verbreitet. Typischerweise verwendete analoge Temperatursensoren sind Thermistoren. Es gibt verschiedene Arten von Thermistoren, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Thermistor ist ein temperaturempfindlicher Widerstand, der zur Erkennung von Temperaturänderungen verwendet wird. Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich der elektrische Widerstand des Thermistors. Ebenso sinkt der Widerstand, wenn die Temperatur sinkt. Es wird in verschiedenen Temperatursensoranwendungen verwendet.

Praktisches Beispiel für einen analogen Temperatursensor ist ein thermistorbasiertes Temperaturregelsystem. Dieses Projekt wird verwendet, um eine konstante Temperatur in einem geschlossenen Bereich aufrechtzuerhalten. Ein Blockschaltbild des Temperaturregelsystems besteht aus einer Lampe (die einen Kühler darstellt), einem Temperatursensor oder Thermistor, einem Relais.

Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, schaltet sich die Lampe automatisch ein und zeigt einen Kühler an, um die Temperatur wieder auf den Normalwert zu bringen. Der zusammen mit einem negativen Temperaturkoeffizienten betriebene Thermistor wird zum Aktivieren des Relais verwendet, falls die Temperatur einen bestimmten Bereich überschreitet. Da dieser Vorgang der Aktivierung des Relais zum Einschalten des Kühlers (in diesem System als Lampe dargestellt) automatisch erfolgen kann, ist eine persönliche Temperaturüberwachung nicht erforderlich. Der Thermistor ist aufgrund seines geringen Kostenvorteils der am häufigsten verwendete analoge Temperatursensor. Immer wenn sich die Temperatur ändert, werden die Eingangsparameter des Operationsverstärkers geändert. Somit liefert der Operationsverstärker einen Ausgang, der das Relais aktiviert und die Last entsprechend ein- oder ausschaltet.

Wenn wir einen digitalen Temperatursensor anstelle eines analogen Temperatursensors verwenden, kann die Genauigkeit des Temperaturregelsystems verbessert werden.

Digitale Sensoren

Elektronische Sensoren oder elektrochemische Sensoren, bei denen die Datenwandlung und Datenübertragung digital erfolgt, werden als digitale Sensoren bezeichnet. Diese digitalen Sensoren ersetzen analoge Sensoren, da sie die Nachteile analoger Sensoren überwinden können. Der digitale Sensor besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten:Sensor, Kabel und Sender. Bei digitalen Sensoren wird das gemessene Signal direkt im digitalen Sensor selbst in eine digitale Signalausgabe umgewandelt. Und dieses digitale Signal wird digital über Kabel übertragen. Es gibt verschiedene Arten von digitalen Sensoren, die die Nachteile analoger Sensoren überwinden.

Digitale Beschleunigungsmesser

Die Methode zur Erzeugung einer Rechteckwellenausgabe mit variabler Frequenz durch den digitalen Beschleunigungsmesser wird als Pulsweitenmodulation bezeichnet. Die Messwerte werden vom pulsweitenmodulierten Beschleunigungsmesser mit einer festen Rate, im Allgemeinen bei 1000 Hz, erfasst (dies kann jedoch von einem Benutzer basierend auf dem verwendeten IC konfiguriert werden). Das PWM-Ausgangssignal, die Pulsbreite oder das Tastverhältnis sind proportional zum Beschleunigungswert.

Digitaler Temperatursensor

DS1620 ist ein digitaler Temperatursensor, der die Temperatur des Geräts mit 9-Bit-Temperaturmesswerten liefert. Er fungiert mit seinen drei thermischen Alarmausgängen als Thermostat. Wenn die Temperatur des Geräts größer oder gleich der benutzerdefinierten Temperatur TH ist, wird THIGH hochgefahren. Wenn die Temperatur des Geräts kleiner oder gleich der benutzerdefinierten Temperatur TL ist, wird der TLOW hochgefahren. Wenn die Temperatur des Geräts TH überschreitet und hoch bleibt, bis sie unter die von TL fällt, wird die TCOM hochgefahren.

Ein praktisches Beispiel für den digitalen Sensor kann als digitales Temperaturkontrollsystem mit digitalem Temperatursensor betrachtet werden, das mehr Vorteile und Genauigkeit bietet als das analoge Temperaturkontrollsystem mit analogem Sensorthermistor .

Digitaler Temperatursensor DS1620, Drucktasten, Siebensegmentanzeige und Relais sind mit dem 8051-Mikrocontroller verbunden. Dieses vorgeschlagene digitale Temperatursteuersystem stellt die Anzeige von Temperaturinformationen unter Verwendung von Siebensegmentanzeigen bereit. Wenn der Temperaturwert den Sollwert überschreitet, wird die Last (Heizung) vom Relais ausgeschaltet, nachdem ein Signal vom Mikrocontroller empfangen wurde. Hier wird zu Demonstrationszwecken eine Lampe zur Darstellung der Last verwendet. Da dieses digitale Temperaturkontrollsystem Genauigkeit bietet, indem es Temperaturinformationen auf sieben Segmentanzeigen anzeigt, ist es vorteilhafter als das analoge Temperaturkontrollsystem.

Die jüngsten aufkommenden Technologietrends haben fortschrittlichste digitale Sensoren entwickelt, um die Nachteile der analogen Sensoren zu überwinden. Langsam wird in vielen Anwendungen jeder analoge Sensor durch den digitalen Sensor ersetzt. Für weitere technische Hilfe zu Elektronikprojekten mit analogen und digitalen Sensoren können Sie uns kontaktieren, indem Sie Ihre Kommentare im Kommentarbereich unten posten.

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