Цифровой датчик

Цифровой датчик — это электронный или электрохимический датчик , в котором данные преобразуются в цифровую форму и передаются. Датчики часто используются для аналитических измерений, например, для измерения химических и физических свойств жидкостей. Примерами измеряемых параметров являются значение pH , проводимость , кислород, окислительно-восстановительный потенциал . Такие измерения используются в индустриальном мире и дают важные данные для управления процессами .

Аналоговые датчики использовались в прошлом, но цифровые датчики стали доминировать в эпоху микропроцессоров . Различия между двумя типами и причины развития цифровых датчиков обсуждаются:

Цифровые датчики являются современными преемниками аналоговых датчиков. Цифровые датчики постепенно заменяют аналоговые датчики, поскольку они преодолевают традиционные недостатки систем аналоговых датчиков (см. главу 3 –какая книга?) ^{[ нужна ссылка ]}

Электронные и электрохимические датчики обычно являются частью измерительной цепи. Измерительная цепь состоит из самого датчика, кабеля и передатчика. В традиционных аналоговых системах датчик преобразует измеряемый параметр (например, значение pH) в аналоговый электрический сигнал. Этот аналоговый электрический сигнал подключается к передатчику через кабель. Передатчик преобразует электрический сигнал в читаемую форму (дисплей, токовые выходы, передача данных по шине и т. д.).

Датчик и кабель часто не соединены постоянно, а через электрические разъемы. Эта классическая конструкция с разъемами и передачей малых токов через кабель имеет четыре основных недостатка:

1) Влажность и коррозия разъема искажают сигнал.

2) Кабель должен быть экранированным и очень высокого качества, чтобы предотвратить изменение измерительного сигнала электромагнитными помехами.

3) Датчик нельзя калибровать или настраивать до установки, поскольку нельзя пренебрегать влиянием кабеля (длина, сопротивление , импеданс ).

4) Длина кабеля ограничена.

Цифровые датчики были разработаны для преодоления традиционных недостатков аналоговых датчиков. Цифровые датчики широко используются в водных и промышленных процессах. Они измеряют такие параметры, как pH, окислительно-восстановительный потенциал , проводимость , растворенный кислород , аммоний , нитрат , SAC, мутность . Цифровая сенсорная система состоит из самого датчика, кабеля и передатчика. Отличия от аналоговых сенсорных систем:

a) Датчик имеет электронный чип. Измерительный сигнал напрямую преобразуется в цифровой сигнал внутри датчика. Передача данных по кабелю также является цифровой. Эта цифровая передача данных не зависит от длины кабеля, сопротивления кабеля или импеданса и не подвержена влиянию электромагнитных помех. Можно использовать стандартные кабели.

б) Соединение между датчиком и кабелем может быть бесконтактным и осуществляться с помощью индуктивной связи. Влажность и связанная с ней коррозия больше не являются проблемой. Альтернативные оптоволоконные кабели также могут быть вариантом для длинных или электромагнитно враждебных соединений

в) Датчик можно калибровать отдельно от системы.

• Датчик изображения

(на немецком языке, названия переведены на английский)

• Х. Гальстер: pH-Messung (измерение pH), 1990, VCH Verlagsgesellschaft mbH, ISBN  3-527-27836-2
• CH Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie I (Электрохимия I), 1975, Verlag Chemie, ISBN 3-527-21039-3 
• Шретер / Lautenschläger / Bibrack: Taschenbuch der Chemie (Карманный справочник по химии), 2001, Verlag Harri Deutsch , ISBN 3-8171-1472-9 
• У. Титце, Ч. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik (Технология полупроводниковых цепей), 2010, Springer Verlag, ISBN 978-3-642-01621-9