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供稿︰深圳深浦電氣有限公司 2018/4/9 16:33:47

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  • 關鍵詞︰ 數字 模擬 傳感器
  • 摘要︰模擬傳感器輸出信號為模擬量的傳感器。它的應用非常廣泛,不論是在工業、農業、國防建設,還是在日常生活、教育事業以及科學研究等領域,處處可見模擬傳感器的身影。數字傳感器輸出信號為數字量(或數字編碼)的傳感器。是指將傳統的模擬式傳感器經過加裝或改造A/D轉換模塊,使之輸出信號為數字量(或數字編碼)的傳感器,主要包括︰放大器、A/D轉換器、微處理器(CPU)、存儲器、通訊接口電路等。

一、定義

   模擬傳感器輸出信號為模擬量的傳感器。它的應用非常廣泛,不論是在工業、農業、國防建設,還是在日常生活、教育事業以及科學研究等領域,處處可見模擬傳感器的身影。

   數字傳感器輸出信號為數字量(或數字編碼)的傳感器。是指將傳統的模擬式傳感器經過加裝或改造A/D轉換模塊,使之輸出信號為數字量(或數字編碼)的傳感器,主要包括︰放大器、A/D轉換器、微處理器(CPU)、存儲器、通訊接口電路等。

二、性能

數字式傳感器的性能區別于模擬式傳感器,主要有以下幾點︰

(1)解決模擬式傳感器信號弱的問題

模擬式傳感器的輸出信號最大一般在幾十毫伏,最低時只有百萬分之幾毫伏。在電纜傳輸這些弱信號過程中,很容易受到干擾,從而造成系統工作不穩定或計量性能降低。而數字式傳感器的輸出信號均在3∼4V左右,其抗干擾能力遠大于模擬信號的百萬倍。

(2)解決射頻干擾問題

模擬式傳感器的低電壓信號極易受到電子干擾及其它天線電信號的干擾,而數字式傳感器在設計時已考慮到這些抗干擾能力,它們可以在高干擾區域,並保證計量性能。

(3)解決防潮、防腐問題

數字式傳感器采用100%不袗焊接殼體。SENST激光測距傳感器密封、防水、防潮濕、防腐蝕,適用于各種惡劣工作環境,計量性能不受任何影響,防護等級達到IP68。

(4)解決防雷擊問題

數字式傳感器具有防雷擊和大電流放電能力,在室外安裝使用時,這一點尤其重要。

(5)解決偏載/溫度影響問題

數字式傳感器能自動補償和調整因偏載和溫度變化而產生影響。

(6)解決時間效應——蠕變問題

當負荷時間加在傳感器上時,其輸出常有較大變化,數字式傳感器通過內部微處理器里的軟件,自動補償了蠕變。

(7)數字式傳感器精度、穩定性和可靠性更高,減少模擬式傳感器經常引起的誤差

由于經校正後的數據是以數字形式存儲在每個傳感器內部的,因此就減少了模擬信號引起的積累誤差。這些誤差通常都是由于模擬信號在傳輸過程中由接頭、接線排(端子)、電位器、開關及長電纜等因素造成的。數字式稱重傳感器的補償/修正參數存儲在傳感器內部的永久性存儲器中,因此,省掉了開關/電位器等元器件。

(8)具有自診斷功能

數字式傳感器具有自診斷功能。SENST激光測距傳感器不斷對內部工作狀況進行檢測,當檢測到出現故障時,會發出錯誤代碼,這就大大降低了漏檢故障的可能性,這也是模擬式傳感器無法做到的。

三、問題

模擬傳感器和數字傳感器的問題

   一些數字傳感器,其敏感元件依然是模擬的,只是在後續的信號處理過程中進行了模數轉換(A/D轉換)而成為了數字式傳感器。比如橋式電路數字傳感器。還有一些數字傳感器,它的敏感元件本身輸出的就是數字信號。這類傳感器是“徹頭徹尾”的數字傳感器,在它的處理電路中就可以沒有A/D轉換器了。比如光電編碼式傳感器。

四、特點

數字傳感器的特點︰

1. 先進的A/D轉換技術和智能濾波算法。

2. 重量值輸出,方便直觀。

3. 良好的電磁兼容性能,裸塊可滿足EMC測試要求。

4. 傳感器的性能參數采用數字化誤差補償技術和高度集成化電子元件,用軟件實現傳感器的線性、零點、額定輸出溫漂、蠕變等性能參數的綜合補償,消除了人為因素對補償的影響,大大提高了傳感器綜合精度和可靠性。

5. 傳感器的特性參數可完全相同,因而具有良好的互換性。

6. 采用A/D轉換電路、數字化信號傳輸和數字濾波技術,傳感器的抗干擾能力增強,信號傳輸距離可達1000m,提高了傳感器的穩定性。

7. 傳感器能自動采集數據並可預處理、存儲和記憶,具有唯一地址,便于故障診斷。

8. 傳感器采用標準的數字通訊接口,可直接連入計算機,也可與標準工業控制總線連接,方便靈活。

   數字傳感器比傳統的模擬傳感器要多10倍以上的電子元器件和焊接點,元器件和焊接點數量與故障的關系是電子制造行業的常識。在典型的汽車衡稱重系統中,經常性的振動和沖擊的惡劣環境下,元器件和焊接點是導致傳感器故障的主要因素。一些數字傳感器有許多觸點,聯接傳感器的輸入輸出電纜。經驗告訴我們,對汽車衡傳感器來說,這些觸點是產生故障的主要根源。常規的模擬傳感器,防水電纜與傳感器整合,這樣提供了可靠的保護,防止潮濕水汽的侵入,進而損壞傳感器。

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