Signal transduktoreak: mota, eragile printzipio eta helburua

Industria eta eguneroko bizitzan, seinale bihurgailuen mota ezberdinak erabiltzea ohikoa da. Gailu horiek modifikazio zabalagoetan irudikatzen dira, ekonomiaren arlo desberdinetan arazoak konpontzeko egokitutakoak. Zein seinale bihurgailu motak ohikoenak dira? Zein dira haien funtzionamenduaren ezaugarriak?

Zein da seinale bihurgailuen helburua?

Seinale bihurgailuak irtenbide zabalagoetan ager daitezkeen gailuak dira. Epe hori benetan kolektiboa da eta ekonomiaren segmentu desberdinetan erabilitako ekipoekin lotu eta irizpide ezberdinen arabera sailkatzen dira. Seinale mota nagusiak gailu hauek bihur ditzake:

- Elektrikoa;

- soinua;

- tenperatura;

- izaera teknologikoa.

Seinale bihurgailuaren erabiltzailearen aurrean dauden funtzioen arabera, datu mota ezberdinak prozesatzen dituzten moduluak dagokion gailuaren egitura konbinatu daitezke. Transformazioa, beraz, seinale mota beraren barruan egin daiteke (adibidez, maiztasun batetik bestera) edo seinale ezberdinen arteko itzulpenaren mekanismoa izan behar du. Esate baterako, soinu elektrikoa.

Gailu ohikoenak sekuentzia analogiko bihurtzen dira digitalera (eta alderantziz, gailuaren barne-moduluen egitura ematen bada). Ikus dezagun bere lanaren ezaugarriak.

Conversion analogikoa-digitalera

Dagokion gailua edozein seinale analogikoa bihur daitezen, adibidez, tentsioko indizeak forma digital batean irudikatzen du (esate baterako, dagokion seinale bat grabatzeko).

Eraginkortasuna gailuaren eraginkortasunaren irizpide nagusietako bat irteerako datuen bit-tasa da. Bere balioak seinale-zarata-ratioa zehazten du.

Parametro esanguratsua, gailu baten funtzionamenduaren kalitatea karaktere analogiko bihurtzen duena, irteerako seinaleen sorreraren tasa da. Errendimendu optimoa eskaintzen duten gailuen artean mota paraleloak daude. Seinale-korronte handiak sortzen dituzte pin kopuru beharrezkoa erabiliz. Gailu honek kasu askotan zehazten du dagokion bihurgailuaren askapena, dimentsio handiak direlako. Gainera, seinale analogikoen bihurgailuak energia-kontsumoaren maila nahiko handia izan dezake. Hala ere, gailu horien eraginkortasuna kontuan hartuta, ezaugarri horiek sarritan ez dira desabantailak.

Paralelo paralelo digital analogikoen eta seinaleen bihurketa oso azkarra da. Gailu mota bakoitzaren funtzionamendua are azkarrago hornitzea gailu batzuen konexioaren bidez egin daiteke, beraz, seinale-korronteak prozesatu ditzakete aldi berean.

Soluzio paraleloen alternatibak serieko seinale bihur daitezke. Normalean ekoizpen gutxiago izaten dute, baina energia eraginkorragoa da. Haien aplikazioa kasu horietan baldintzatu ahal izango da seinaleen transmisioa potentzia baxuko azpiegituren esparruan bermatzeko edo jarraian gailuek emandako baino abiadura handiagoa bihur daitekeela ziurtatzeko.

Mota mistoko gailuak daude, bihurgailuen serie eta paraleloen funtzioak konbinatzen dituztenak. Kasu askotan, irtenbide egokiena dira ekonomiaren eta produktibitatearen irizpideen arabera.

Goian, analogiko-digital bihurgailuak moduluak sar ditzakegu, zeinu digitalak seinale analogiko bihurtzen baitira. Dagokion motako gailuen kategoria bereizi bat ere badago. Bere funtzioak aztertzea.

Bihurgailu digitalak eta analogoak

Erabiltzaileak, adibidez, seinale analogikoa duen telebista badu, orduan bere funtzionamendua posible izango da dagokion antena konektatzean. Edo iturri seinaleak seinale analogiko bihurtzen badira, telebistek ezagutzen dutena. Beren iturria, aldi berean, antena digital bat izan daiteke. Edo, aukera gisa, Internet bidez jasotako seinalea.

Horrela, telefonoak kodearen digitalizazioa duen seinalea bihurtzen du, tentsio bat edo karga modulu analogikoetara bideratzeko. Eraldaketa horren mekanismo espezifikoak sarreraren datu moten araberakoak dira. Adibidez, soinuari buruz ari garela esaten bada, sarrerakoan normalean pultsu-kodearen moduluan agertzen da. Iturburu fitxategia konprimituta badago, softwarearen kodekak bereziak seinaleak bihurtzeko erabil daitezke. Aldi berean, antena digitalak normalean hardware metodoak prozesatzeko seinale bat transmititzen du.

Gailuak, bihurketa jotzen direnak, moduluei osagarriak izan daitezke helburu ezberdinetarako. Esate baterako, telebista emititzen denean bideo bihurketaren anplifikadorea bihur daitekeen moduluak ere erabil daitezke. Kasu askotan beharrezkoa da kalitate handiko irudi bat eskaintzea, seinale analogikoa digital bihurtzen denean. Gainera, bideoa seinale anplifikadorea erabiltzen da, distantzia handian irudi bat transferitu nahi baduzu.

Telebista ez da gailu horien erabilera aktiboaren esparru bakarra. Bihurgailu korapilatsuek, esate baterako, CD erreproduzitzaileen konposizioan sartzen dira, eta horrek seinale digitala eraldatzen du.

Ultrasoinu transduktoreak

Hurrengo gailuen kategoria arrunta ultrasoinu transduktorea da. Nabarmendu behar da gailuek aplikazioen barrutia eta funtzionamendu printzipioak dituztela. Ultrasoinu transduktoreen barietate komunen artean unitate submergible bat da, urarekin edo beste likido erdi batzuekin transmititzeko diseinatua, maiztasun jakin batekin ultrasoinu bidez. Gailu hau, adibidez, kutsadurako hainbat objektu arazteko erabil daiteke - ultrasoinu garbiketa egiteko bainuetan.

Beste gailu aplikazio batzuk daude. Ultrasoinu transduktorea zenbait egitura, konexio eta egitura jakin batzuen osotasuna kontrolatzeko erabil daiteke.

Lineal eta pultsu bihurgailuak

Bihurgailuak erabiltzearen berezitasunak aintzat hartuta, arreta berezia jarriko zaio sailkapenari eta linealari eta inpultsioari. Izan ere, irizpide horiek bihurgailuaren funtzionamenduaren printzipio bi garrantzitsuenak dira.

Linealak direnek, zirkuitu analogikoen printzipioan jardun dezakete, zeinu bihurgarriak erritmo leuna eratzen baitute. Pultsu-bihurgailuak seinaleen irudikapen aktiboagoa ematen du bai irteeran bai barruko prozesatzean. Hala ere, eragiketa hori seinale prozesatzeko barne-fasean bakarrik burutzen bada, dagokion gailuak parametro berberak sor ditzake bihurketa lineal baten kasuan. Horrela, prozesatze lineal edo bultzadaren kontzeptua dagokion motako gailuaren hardwarearen osagai nagusien funtzionamenduaren printzipioan soilik kontuan har daiteke.

Pulse transducers erabiltzen dira, batez ere, erabilitako azpiegituraren egitura, potentzia handiko seinaleak prozesatzean. Horrelako kasuetan, dagokion gailuen eraginkortasuna potentzia txikiagoko seinaleak prozesatzeko erabiltzen denean baino askoz handiagoa da. Soluzio hauen aukeratzerakoan beste faktore bat da transformadore edo kondentsadore gailuen erabilera erabilitako azpiegituraren egitura, eta bultzadako bihurgailuak bateragarritasun egokia dute.

Aldi berean, bihurgailu lineala azpiegituren barruan erabiltzen den gailua da, potentzia baxuko seinaleak prozesatzen baitira. Edo bihurgailuaren funtzionamenduak eragindako interferentziak murrizteko beharra badago. Nabarmendu beharra dago potentzia handiko azpiegituretan kontuan hartzen diren soluzioen eraginkortasuna ez dela nabarmena, beraz, gailu horiek sarritan bero kopuru handiagoa ematen dute bihurgailuak piztuta baino. Horrez gain, pisua eta dimentsioak nabarmen handiagoak dira.

Baina, modu batean edo bestean, praktikan, eragingailu printzipioaren transdukzioaren funtzionamenduak bere funtzio linealaren transferentzia funtzioa eratzea suposatzen du. Hori dela eta, azpiegituretan seinale bihurgailu egokiak ezarri aurretik, barne-egitura kontuan hartu behar da seinale aplikatuaren prozesatzeko eskema.

Neurketarako transduktoreak

Soluzioen kategoria komun bat transduktoreak neurtzen ditu. Zein dira bere ezaugarriak? Neurketa-transdukzioa barietate kopuru handi batean irudikatzen duen gailua da. Gailu horiek konbinatzen ditu kantitate jakin batzuen neurketa eta eraldaketa neurtzeko.

Dagokion motako gailuen neurketa-gailuen funtzionamendu eskema oso erabilia da, zeinetan seinalea fase desberdinetan prozesatzen den. Lehenik eta behin, transduktoreak jasotzen du eta, gero, neurtu daitekeen balioa eraldatzen du, ondoren energia erabilgarria bihurtzen da. Adibidez, korronte analogikoa transduktorea erabiltzen bada, energia elektrikoa mekaniko bihurtzen da.

Jakina, konponbide egokiak aplikatzeko mekanismo espezifikoak oso zabalduta daude. Gauza jakinei dagokienez, esperimentuak eta ikerketak burutzeko azpiegitura gisa erabiltzen diren neurketa-eraldaketarako ohikoa izaten da. Neurrirako transduktore gehienak konbinatzen ditu egokitzearekin, batez ere ezaugarri normalizatuak aplikatuz seinale bat prozesatu edo eraldatzen denean. Nabarmendu beharra dago ezaugarri horiek beti ez direla bihurgailuaren azken erabiltzailearentzat. Kasu askotan parte hartzea ezkutuko moduan egiten da. Man, seinale bihurgailu egokiak erabiliz, nahi duzun seinale bakarra jasotzen du, hainbat helburuetarako erabili ahal izateko, irteeran.

Horrela, soluzio horiek, oro har, ez dira azpiegitura mota independente gisa erabiltzen. Gailu konplexuagoak dira, adibidez, produkzioaren neurketak automatizatzeko sistema. Transduktoreen neurketak gehienetan 2 talde nagusitan sailkatzen dira: lehen eta bigarren mailakoak. Biak erabilgarri izango dira.

Neurtzeko transduktoreen sailkapena: lehen eta bigarren mailako soluzioak

Lehen mailako kategoriako gailuak oro har sentsore gisa erabiltzen dira. Hau da, zuzenean zuzenean eragiten duten neurri zehatzen transduktoreak dira. Beste gailuek bitarteko kategoria dute. Neurrirako azpiegituran daude lehenengoa baino lehen, eta eraldaketa horrekin zerikusia duten eragiketa ugari arduratzen dira. Zer eragiketa espezifiko motako seinale bihurgailuak egin dezakeen? Horientzat ohikoak dira:

- balore ezberdinetarako adierazle fisikoak neurtzea;

- Hainbat eskala bihurketa;

- seinale digitalak seinale analogiko bihurtzen eta alderantziz;

Eraldaketa funtzionalak.

Kontuan izan sailkapen hori baldintzatua dela. Hau da, batez ere, lehen mailako transduktore batzuek neurketa tresna berean kokatzen direla. Baldintzapeko sailkapenaren gaineko beste arrazoi bat kontuan hartu beharreko beste arrazoi bat da azpiegitura mota desberdinetan, neurketak hainbat printzipioen arabera egin daitezkeela.

Elektroi-bihurgailuak

Ekonomiaren hainbat esparrutan ezaguna den beste mota bat elektroi-optiko bihurgailu bat da. Goian aipatutako beste gailu mota batzuk bezala, diseinu sorta zabal batean irudikatu daiteke. Eraginkortasunaren printzipio komunak elektroi-bihurgailu optikoak batzen ditu: objektu ikusezin bihurtzen da, adibidez, infragorria, ultramorea edo, adibidez, X izpiak, ikusgai dagoen espektroaren bidez.

Dagokion funtzionamendua, oro har, 2 faseetan gauzatuko da. Lehenengoa, erradiazio ikusezina photocathode gainean jasotzen da, eta horren ondoren seinale elektroniko bihurtzen da. Bigarren etapa dagoeneko ikusgai dagoen irudi bihurtuko da eta pantailan bistaratuko da. Ordenagailu monitorea bada, seinalea kode digital bihurtzen da.

Elektroi-optikoa bihurgailuak tradizionalki belaunaldiz sailkatu diren konponbideak dira. Lehenengoari lotutako gailuak beirazko xurgagailu bat dute. Fotokatodun eta anodoak bertan kokatzen dira. Horien artean sortzen da diferentzia potentziala. Tentsio optimoa bihurketari aplikatzen denean, elektroi-lente bat sortzen da, elektroiaren fluxuak ardatz dezakeen bihurgailuaren barruan.

Bigarren belaunaldiko bihurgailuetan, elektroi azelerazio moduluak daude, irudiaren distira areagotuz. Hirugarren belaunaldiko gailuetan, materialak erabiltzen dira fotokatodoaren sentsibilitatea hiru bider baino gehiagoko elektroi-optiko bihurgailuaren osagai gisa.

Transduktore erresistenteen ezaugarriak

Beste gailu mota komun bat - erresistentzia bihurgailuak. Ikus dezagun haien ezaugarriak xehetasun handiagoz.

Transduktore horiek beren erresistentzia elektrikoa aldatzeko egokitutako balio neurtu jakin batera egokituta daude. Desplazamendu angeluarra eta lineala ere alda ditzakete. Gehienetan transduktore horiek automatizazio sistemetan sartzen dira presio, tenperatura, argiztapen maila sentsoreekin , erradiazio mota ugariren intentsitatea neurtuz . Transduktore erresistenteen abantaila nagusiak hauek dira:

- Fidagarritasuna;

- Neurrien zehaztasunaren eta hornidura-tentsioaren egonkortasunaren arteko erlazioa ez dago.

Dagokien gailuen aldakuntza ugari dago. Tenperatura altuko sentsoreen artean ezagunenak daude. Bere funtzioak aztertzea.

Tenperatura erresistenteen sentsoreak

Seinale bihurgailuak tenperatura aldaketak sentikorrak diren osagaiak dituzte. Igotzen bada, orduan erresistentzia handituko liteke. Gailu hauen ezaugarri nagusiak oso zehaztasun handikoak dira. Zenbait kasutan, tenperatura alda dezakete 0.026 gradu Celsius ordenaren zehaztasunarekin. Gailu hauen zati gisa platinozko elementuak daude, kasu honetan, erresistentzia koefizientea txikiagoa izango da edo kobrea.

sentsore erresistiboak aplikatzea zenbait ñabardura ezaugarri. Hortaz, kontuan handiagoa kitzikapen egungo adierazle dira sentsorea elikatzen, bere tenperatura sentsibilitatea areagotzeko hartu behar da, baina, aldi berean, berotu dagokion transduktorea elementuak. Kasu askotan hau bere zehaztasuna jaitsiera eragiten. Beraz gomendagarria da kitzikapen egungo errendimendua optimoa neurketa berariazko baldintzak bermatzeko. kalkulua hartu ahal izango dira, adibidez, epe ertain eroankortasun termiko zein aplikagarriak sentsore-en - aire edo ur. Normalean, gomendagarria kitzikapen korronte parametroak dagokion mota sentsore fabrikatzaile ezarri. Horrela nabarmen alda dezaketen gailu egitura aplikatzen metal arabera. Gainera, sentsore erabiltzean Galdera, beharrezkoa da kontuan, hala nola, parametro hartu mugatuz eragile uneko balioa da. Normalean, fabrikatzaileak, gainera identifikatzen da.

Resistive sentsore - ekonomian bihurgailuak mota ohikoena artean. Hau da, neurri handi batean, horietako askok barietate abantaila teknologiko handia dela eta. Adibidez, thermistors buruz hitz egiten dugu bada - horiek ezaugarritu sentikortasun handia, trinkotasun, pisu baxua dute. Dagokion mota sentsore baldintza desberdinetan tenperatura neurtzeko erabil daiteke. Haien ekoizpen askotan ez du kostuak esanguratsua inplikatzeko. Hala ere, thermistors dute desabantaila - nagusiki ez-linealtasun-maila altua da, beraz, praktikan daitezkeen aplikatu tenperatura tarte baizik estu batean.

Egokia mota bihurgailuak seinaleak (mota zabalduena eguneroko bizitzan erabiltzen dira eta euren helburua sailkatzeko hainbat irizpide oinarrituta egon daitezke). Adibidez, banatu sartzea tenperatura sentsore, platinozko eta kobrea osaeran osagai bere egitura osatzen

- berogailu azpiegitura - ordena hozgarria tenperatura ekipamendua zatiak hainbat adierazle neurtzeko ere, baita berotzen gela batean;

- garbigailuak - ordena uraren tenperatura eta bere garbiketa programa desberdinak doikuntza neurtzeko batean;

- Burdina - antzeko lisatzeko optimoa tenperatura modua zehatz baten barruan egiteko;

- electrotiles, baita beste ekipamendu mota janaria prestatzeko - ordena jakin erabiltzaile moduak aktibazioa gainean euren funtzionamendua bermatzeko.

Erreostatoaren bihurgailuak

erresistentzia transduktore - Beste herri erresistiboak gailu mota. Haien funtzionamendu printzipioa oinarrituta dago elektrikoak neurtzeko input desplazamendu eraginpean eroale baten erresistentzia. Praktikan, transduktorea honetan diren desplazamendu egokitu direla eta parametroak eragina elementuak ditu. Gehienetan, galdera telefonoa egon tentsio banatzaileak sartuta edo neurketa zubiaren osagai gisa erabiltzen da.

the Erreostatoaren bihurgailuak ezaugarri diren bertute buruz hitz egin dugu bada, orduan, honako hauek dira:

- mugikorrak osagaien erreaktiboa efektua eza;

- eraginkortasuna altua;

- tamaina txikia, azpiegitura erabilera etengabea, beraz, eta txandakatuz egungo gisa jarduten.

erresistiboak dagokion motako transduktore ez da beti fidagarria Aldi berean, eta kasu askotan, enpresa baliabide garrantzitsuak eskatzen funtzionalitate mantentzeko.