Á sviði nútímatækni eru skynjarar, sem lykiltæki til að skynja og breyta líkamlegu magni, mikið notaðir í ýmsum atvinnugreinum eins og sjálfvirkni í iðnaði, umhverfisvöktun, læknisfræðilegum heilsu og rafeindatækni. Kjarnahlutverk skynjara er að umbreyta ó-rafmagnsmerkjum (eins og hitastigi, þrýstingi, ljósstyrk, tilfærslu osfrv.) í mælanleg og vinnanleg rafmerki. Byggt á formi umbreytts merkis er hægt að skipta úttaksmerkjum skynjara aðallega í tvo flokka: hliðræn merki og stafræn merki.
Analog merki
Hliðrænt merki er merki sem breytist stöðugt með tímanum og amplitude þess getur tekið hvaða gildi sem er og verið stöðugt breytilegt innan ákveðins sviðs. Á sviði skynjara gefa margir hefðbundnir skynjarar út hliðræn merki. Kosturinn við hliðræn merki er að þau geta nákvæmlega tjáð litlar breytingar á líkamlegu magni, sem býður upp á mikla næmi og upplausn. Hins vegar eru hliðræn merki næm fyrir hávaða og truflunum meðan á sendingu og vinnslu stendur, sem leiðir til röskunar merkja og aukinna villna.
Notkunarsviðsmyndir: Hitaskynjarar: eins og hitaeinar og hitamælir, sem gefa út hliðræn merki með því að mæla breytingar á viðnám eða spennu af völdum hitastigs.
Þrýstiskynjarar: Þessir gefa út hliðræn merki með því að mæla breytingar á viðnám, rýmd eða piezoelectric áhrif af völdum þrýstingsbreytinga, og eru mikið notaðir í sjálfvirkni iðnaðar og vökvakerfi.
Ljósnæmir skynjarar: eins og ljósviðnám og ljósfrumur, sem umbreyta breytingum á ljósstyrk í stöðugar breytingar á viðnám eða spennu, notaðir til lýsingarmælinga og ljósstýringarrása.
Einkenni: Stöðug breytileiki: Magn hliðrænna merkja getur verið stöðugt breytileg og endurspeglar nákvæmlega litlar sveiflur í eðlisfræðilegu magni.
Viðkvæm fyrir truflunum: Við sendingu og vinnslu verða hliðræn merki auðveldlega fyrir áhrifum af hávaða og truflunum, sem krefst viðeigandi síunar og mögnunarráðstafana.
Mikil nákvæmni: Við viðeigandi aðstæður geta hliðræn merki veitt mikla mælingarnákvæmni og upplausn.
Stafræn merki
Stafrænt merki er merki sem hefur ósamfellt gildi og amplitude þess getur aðeins tekið takmarkaðan fjölda stakra gilda. Ólíkt hliðstæðum merkjum, hafa stafræn merki sterkari and-truflunargetu og meiri áreiðanleika við sendingu og vinnslu. Með þróun öreindatækni og tölvutækni eru fleiri og fleiri skynjarar að taka upp stafrænar merkjaúttaksaðferðir.
Umsóknarsviðsmyndir: Stafrænir hitaskynjarar: eins og DS18B20, sem samþættir hliðrænan-í-stafrænan breyti (ADC) innbyrðis, umbreytir hitamælingargildinu beint í stafrænt úttak, sem auðveldar samskipti við örstýringar eða tölvur. Hröðunarmælir: Svo sem MPU6050, sem samþættir hröðunarmæli og gyroscope aðgerðir. Það breytir mældum gögnum í stafræn merki í gegnum innri örgjörva og gefur þau út í gegnum I2C eða SPI tengi.
Optískur kóðari: Notaður til að mæla snúningsstöðu eða hraða. Það breytir stöðuupplýsingum í stafræn púlsmerki með ljósumbreytingu og talningarrásum.
Eiginleikar: Sterk andstæðingur-truflunargeta: Stafræn merki hafa sterka and-trufluvirkni við sendingu og vinnslu, sem dregur í raun úr áhrifum hávaða og truflana á merkið.
Auðvelt í vinnslu: Hægt er að tengja stafræn merki beint við stafræn kerfi eins og örstýringar og tölvur, sem auðveldar forritun, geymslu og sendingu.
Mikil nákvæmni: Með mikilli-upplausn hliðrænum-í-stafrænum breytum og háþróuðum reikniritum geta stafrænir skynjarar gefið mikla-nákvæmni mæliniðurstöður.
Mismunur og tengingar milli hliðrænna og stafrænna merkja
Mismunur: Merkjaform: Hliðstæð merki eru samfelld merki sem breytast með tímanum, en stafræn merki eru stak merki með ósamfelld gildi.
Getu til að hindra-truflun: Stafræn merki hafa sterkari virkni gegn-truflunum við sendingu og vinnslu, en hliðræn merki eru tiltölulega veikari.
Vinnsluaðferð: Venjulega þarf að vinna hliðræn merki með hliðstæðum hringrásum eins og síun og mögnun fyrir síðari stafræna vinnslu; á meðan hægt er að tengja stafræn merki beint við stafræn kerfi fyrir forritun, geymslu og sendingu.
Tengingar: Gagnkvæm umbreyting: Í hagnýtum forritum er hægt að breyta hliðstæðum og stafrænum merkjum í hvert annað með hliðrænum-í-stafrænum breytum (ADC) og stafrænum-í-hliðrænum breytum (DAC). ADC breytir hliðstæðum merki í stafræn merki fyrir stafræna vinnslu; DAC breytir stafrænum merkjum í hliðræn merki til að keyra hliðræn tæki eða framkvæma hliðræn stjórn.
Algeng forrit: Margir nútíma skynjarar nota blandaða-merkjavinnslutækni, sem samþættir ADC og nauðsynlegar stafrænar vinnslurásir innan skynjarans til að umbreyta hliðstæðum mæligildum í stafræn merki fyrir bein úttak eða frekari vinnslu. Þessi hönnun heldur kostum mikillar nákvæmni og næmni hliðrænna merkja á sama tíma og hún nýtir sér-truflunargetu og auðvelda vinnslu stafrænna merkja.
