In die industrie en in die alledaagse lewe is die gebruik van verskeie soorte seinomsetters algemeen. Hierdie toestelle kan aangebied word in die wydste reeks modifikasies wat aangepas is om probleme in verskillende areas van die ekonomie op te los. Watter tipe seinomsetters kan toegeskryf word aan die algemeenste? Wat kan die kenmerke van hul werking wees?
Wat is die doel van seinomsetters?
Seinomskakelaars is toestelle wat werklik in die wydste reeks oplossings aangebied kan word. Hierdie term is eintlik 'n kollektiewe een en kan verwys na toerusting wat in verskillende segmente van die ekonomie gebruik word en volgens heeltemal verskillende kriteria geklassifiseer word. Die hooftipes seine wat die betrokke toestelle kan omskakel, is:
- elektries;
- klank;
- temperatuur;
- tegnologiese aard.
Afhangende van die take wat die gebruiker van die seinomskakelaar in die gesig staar, kan die struktuur van die ooreenstemmende toestel modules kombineer wat verskeie verskillende tipes data verwerk. Omskakeling kan dus binne die raamwerk van een tipe sein uitgevoer word (byvoorbeeld van een frekwensie na 'n ander) of 'n meganisme wees wat translasie tussen verskillende kategorieë seine behels. Byvoorbeeld, elektries om te klink.
Die mees algemene toestelle sluit 'n omskakelaar van analoog seine na digitaal in (en omgekeerd, as die struktuur van die interne modules van die toestel daarvoor voorsiening maak). Kyk na die kenmerke van sy werk.
A/D-omskakelaar
Die betrokke toestel is ontwerp om enige analoog sein - byvoorbeeld, voorgestel deur spanningsaanwysers, in digitale vorm om te skakel (wat dit byvoorbeeld toelaat om die ooreenstemmende sein na 'n lêer te skryf).
Een van die hoofkriteria vir die doeltreffendheid van die toestel wat oorweeg word, is die uitsetdatakapasiteit. Die waarde daarvan bepaal die sein-tot-geraas-verhouding.
Nog 'n belangrike parameter wat die kwaliteit van werking van so 'n toestel soos 'n analoog-omsetter kenmerk, is die spoed van uitsetseinvorming. Onder die toestelle wat sy optimale werkverrigting lewer, is dié wat van die parallelle tipe is. Hulle vorm groot seinvloei deur die vereiste aantal penne te gebruik. Hierdie kenmerk van die funksionering van die toestel bepaal in baie gevalle vooraf die vrystelling van die ooreenstemmende omsetters, gekenmerk deur groot afmetings. Daarbenewens kan analoog sein-omsetters 'n redelik hoë vlak van kragverbruik hê. Maar gegewe die doeltreffendheidwerking van hierdie toestelle, word hul genoteerde kenmerke dikwels nie as tekortkominge beskou nie.
Omskakeling van seine van analoog na digitale parallelle toestelle is baie vinnig. Om selfs hoër spoed vir die ooreenstemmende tipe toestelle te verskaf, kan jy verskeie toestelle koppel, sodat hulle seinstrome om die beurt kan verwerk.
'n Alternatief vir parallelle oplossings kan serie-tipe seinomsetters wees. Hulle is geneig om minder produktief, maar meer energiedoeltreffend te wees. Die gebruik daarvan kan gekondisioneer word in gevalle waar daar 'n kwessie is om die oordrag van seine binne 'n lae-kapasiteit-infrastruktuur te verseker, of in die geval dat 'n hoër omskakelingskoers as wat deur reekstoestelle verskaf word nie vereis word nie.
Daar kan opgemerk word dat daar gemengde-tipe toestelle is wat die funksies van reeks- en parallelomsetters kombineer. In baie gevalle is dit die beste oplossing in terme van voldoening aan koste- en prestasiekriteria.
Ons het hierbo opgemerk dat analoog-na-digitaal-omsetters modules kan insluit wat digitale seine na analoog omskakel. Daar is ook 'n aparte kategorie toestelle van die ooreenstemmende tipe. Kom ons bestudeer hul kenmerke.
Digitaal-na-analoog-omskakelaars
As die gebruiker, byvoorbeeld, 'n TV het vir 'n analoog sein, dan synewerking sal moontlik wees wanneer 'n geskikte antenna gekoppel is. Of onderhewig aan die transformasie van die oorspronklike seine na analoog, wat hierdie TV kan herken. Hul bron kan op sy beurt 'n digitale antenna wees. Of, alternatiewelik, 'n sein wat via die internet ontvang word.
Die betrokke toestel skakel dus 'n sein wat 'n digitale kode bevat om in stroom, spanning of lading, wat na analoogmodules oorgedra word vir verwerking. Spesifieke meganismes van hierdie transformasie hang af van die tipe aanvanklike data. Byvoorbeeld, as ons oor klank praat, word dit by die inset gewoonlik in pulskodemodulasie aangebied. As die bronlêer saamgepers is, kan spesiale sagteware-kodeks gebruik word om die seine om te skakel. Op sy beurt stuur die digitale antenna gewoonlik die sein vir verwerking deur hardewaremetodes.
Toestelle wat die betrokke omsetters insluit, kan met modules vir verskeie doeleindes aangevul word. Byvoorbeeld, wanneer die terugspeel van 'n televisie-uitsending verskaf word, kan 'n videoseinversterker gebruik word bykomend tot daardie modules wat deur die omsetter gebruik word. In baie gevalle is dit nodig om hoë beeldkwaliteit te verseker wanneer 'n analoog sein na digitaal omgeskakel word. 'n Videoseinversterker word ook gebruik as jy foto's oor 'n aansienlike afstand moet oordra.
Televisie is nie die enigste area van aktiewe toepassing van die betrokke toestelle nie. Ooreenstemmende omskakelaars is ingesluit, byvoorbeeld, in CD-spelers,wat ook die digitale sein na analoog omskakel.
Ultrasoniese transducers
Die volgende algemene kategorie toestelle is die ultrasoniese transducer. Daar kan kennis geneem word dat dit voorgestel kan word deur toestelle wat die wydste reeks toepassings het, sowel as bedryfsbeginsels. Onder die algemene variëteite van ultrasoniese transducers is 'n dompelbare eenheid, wat ontwerp is om ultraklank teen 'n sekere frekwensie in water of ander vloeibare medium oor te dra. Hierdie toestel kan byvoorbeeld gebruik word om verskeie voorwerpe van kontaminante skoon te maak - as deel van baddens wat vir ultrasoniese skoonmaak gebruik word.
Daar is ander toepassingsgebiede van die oorweegse toestelle. 'n Ultrasoniese transducer kan gebruik word om die integriteit van sekere strukture, verbindings te beheer, om sekere voorwerpe vir skade na te gaan.
Lineêre en pulsomsetters
Met inagneming van die kenmerke van die gebruik van omsetters, sal dit nuttig wees om aandag te skenk aan die klassifikasie waarvolgens hulle in lineêr en puls verdeel word. Trouens, hierdie kriteria weerspieël die twee belangrikste beginsels vir die werking van omsetters.
Diegene wat lineêr is, kan volgens die beginsel van analoogstroombane werk, waarin die omgeskakelde seine teen 'n gladde pas gevorm word. Die pulsomsetter aanvaar 'n meer aktiewe voorstelling van seine beide by die uitset en tydens hul interne verwerking. Maar in geval ashierdie operasie word slegs in die interne stadium van seinverwerking uitgevoer, die ooreenstemmende toestel kan feitlik dieselfde aanwysers genereer as in die geval wanneer 'n lineêre omsetter gebruik word. Die konsep van lineêre of pulsverwerking kan dus slegs oorweeg word in die konteks van die werkingsbeginsel van die sleutel hardeware komponente van 'n toestel van die ooreenstemmende tipe.
Puls-omsetters word hoofsaaklik gebruik in gevalle waar daar verwag word dat die infrastruktuur wat gebruik word om hoëkragseine te verwerk. Dit is te wyte aan die feit dat die doeltreffendheid van die ooreenstemmende toestelle in sulke gevalle baie hoër is as wanneer dit gebruik word om seine van laer krag te verwerk. Nog 'n faktor by die keuse van hierdie oplossings is die gebruik van transformator- of kapasitortoestelle as deel van die infrastruktuur wat gebruik word, waarmee die pulsomsetters optimale versoenbaarheid het.
Op sy beurt is 'n lineêre omsetter 'n toestel wat gebruik word binne die raamwerk van 'n infrastruktuur waarin laekrag seinverwerking uitgevoer word. Of as daar 'n behoefte is om die geraas wat gegenereer word as gevolg van die werking van die omsetter te verminder. Dit is opmerklik dat die doeltreffendheid van die oplossings wat oorweeg word in 'n hoëkrag-infrastruktuur nie die mees uitstaande is nie, daarom gee hierdie toestelle meestal 'n groter hoeveelheid hitte uit as pulsomsetters. Daarbenewens is hul gewig en afmetings ook aansienlik groter.
Maar, op een of ander manier, in die praktyk, kan die werking van die omsetter volgens die pulsbeginsel behelsdie vorming van sy oordragfunksie in 'n lineêre vorm. Daarom, voordat die toepaslike seinversorgers in die infrastruktuur geïmplementeer word, moet hul interne struktuur oorweeg word vir die toegepaste seinverwerkingskema.
Meet-omskakelaars
Nog 'n algemene kategorie oplossings is omskakelaars. Wat is hul kenmerke? 'n Meetomskakelaar is 'n toestel wat ook in 'n groot aantal variëteite aangebied kan word. Wat hierdie toestelle verenig, is hul vermoë om sekere hoeveelhede te meet en te transformeer.
Dit is algemeen om die werkingskema van meettoestelle van die ooreenstemmende tipe te oorweeg, waarin die sein in verskeie stadiums verwerk word. Eerstens ontvang die omsetter dit, omskep dit dan in 'n waarde wat gemeet kan word, omskep dit dan in 'n paar nuttige energie. Byvoorbeeld, as 'n analoog meetstroomomskakelaar gebruik word, word elektriese energie in meganiese energie omgeskakel.
Natuurlik kan spesifieke meganismes vir die toepassing van toepaslike oplossings in 'n uiters wye reeks aangebied word. Die gebruik van metingstransformasies vir wetenskaplike doeleindes as deel van die infrastruktuur vir die uitvoer van eksperimente en navorsing is wydverspreid. Wat die meeste meetomskakelaars verenig, is hul aanpasbaarheid, eerstens, om te werk met die gebruik van genormaliseerde eienskappe wanneer 'n sein verwerk of getransformeer word. KanLet daarop dat hierdie spesifikasies dalk nie altyd vir die eindgebruiker van die omskakelaar bedoel is nie. Hul aktivering word in baie gevalle in 'n verborge modus uitgevoer. 'n Persoon wat toepaslike seinomsetters gebruik, ontvang slegs die vereiste sein, aangepas vir gebruik in verskeie doeleindes, by die uitset.
Hierdie oplossings word dus as 'n reël nie as onafhanklike tipes infrastruktuur gebruik nie. Hulle is deel van meer komplekse toestelle - byvoorbeeld meetoutomatiseringstelsels in produksie. Meettransduktors word meestal in 2 hoofgroepe geklassifiseer - primêre en intermediêre. Dit sal nuttig wees om die besonderhede van albei te oorweeg.
Klassifikasie van meetomskakelaars: primêre en intermediêre oplossings
Toestelle wat aan die kategorie primêre behoort, word as 'n reël as sensors gebruik. Dit wil sê, hulle is omsetters waarop een of ander gemete waarde direk inwerk. Die oorblywende toestelle word as intermediêr geklassifiseer. Hulle word onmiddellik na die eerstes in die metingsinfrastruktuur geplaas en kan verantwoordelik wees vir 'n groot aantal bedrywighede wat met die transformasie verband hou. Watter spesifieke bewerkings kan deur 'n seinvlakomskakelaar van die ooreenstemmende tipe uitgevoer word? Daar word gewoonlik na hulle verwys as:
- meting van fisiese aanwysers vir verskillende hoeveelhede;
- verskeie ska altransformasies;
- transformasie van digitale seine na analoog en omgekeerd;
- funksionele transformasies.
Let daarop dat 'n soortgelykeklassifikasie kan as voorwaardelik beskou word. Dit is hoofsaaklik te wyte aan die feit dat verskeie primêre transduktors in dieselfde meetinstrument geleë kan wees. Nog 'n rede om die klassifikasie wat hierbo bespreek is voorwaardelik te beskou, is dat in verskillende tipes infrastruktuur metings volgens verskillende beginsels uitgevoer kan word.
Versterkerbuise
Nog 'n soort toestel wat in verskeie sektore van die ekonomie gewild is, is 'n beeldversterkerbuis. Dit, soos ander soorte toestelle wat hierbo bespreek is, kan in 'n wye reeks ontwerpe aangebied word. Elektron-optiese omsetters word verenig deur 'n algemene beginsel van werking: dit behels die omskakeling van 'n onsigbare voorwerp - byvoorbeeld verlig deur infrarooi, ultraviolet of, byvoorbeeld, x-strale, in die sigbare spektrum.
In hierdie geval word die ooreenstemmende bewerking as 'n reël in 2 fases uitgevoer. In die eerste stadium word onsigbare straling deur 'n fotokatode ontvang, waarna dit in elektroniese seine omskep word. Wat reeds in die tweede stadium in 'n sigbare beeld omskep en op die skerm vertoon word. As dit 'n rekenaarmonitor is, kan die sein vooraf na 'n digitale kode omgeskakel word.
Versterkerbuise is oplossings wat tradisioneel in verskeie generasies geklassifiseer word. Toestelle wat met die eerste verband hou, sluit 'n glasvakuumfles in. Dit bevat 'n fotokatode en 'n anode. 'n Potensiaalverskil word tussen hulle gevorm. Wanneer aansoek gedoen word vir'n Optimale spanningomsetter daarin vorm 'n elektroniese lens wat elektronvloei kan fokus.
Die tweede generasie omvormers het elektronversnellingsmodules, wat lei tot verbeterde beeldhelderheid. Die derde generasie toestelle gebruik materiale wat dit moontlik maak om die sensitiwiteit van die fotokatode as 'n sleutelkomponent van die elektron-optiese omsetter met meer as 3 keer te verhoog.
Kenmerke van resistiewe transducers
Nog 'n algemene tipe toestel is resistiewe omskakelaars. Oorweeg hul kenmerke in meer besonderhede.
Hierdie transduktors is aangepas om hul eie elektriese weerstand te verander onder die invloed van een of ander gemete hoeveelheid. Hulle kan ook hoek- en lineêre beweging regstel. Dikwels word hierdie omsetters by outomatiseringstelsels ingesluit met sensors vir druk, temperatuur, beligtingsvlak en die meting van die intensiteit van verskillende soorte straling. Belangrikste voordele van resistiewe transducers:
- betroubaarheid;
- geen verband tussen die akkuraatheid van metings en die stabiliteit van die toevoerspanning nie.
Daar is 'n groot aantal variëteite van verwante toestelle. Onder die gewildste is temperatuursensors. Kom ons bestudeer hul kenmerke.
Weerstandtemperatuursensors
Hierdie seinomsetters het komponente wat sensitief is vir veranderinge in omgewingstemperatuur. As dit styg, kan hul weerstand toeneem. Hierdie toestelle word hoofsaaklik gekenmerk deur baie hoë akkuraatheid. In sommige gevalle maak hulle dit moontlik om die temperatuur met 'n akkuraatheid van ongeveer 0,026 grade Celsius te verander. Hierdie toestelle bevat elemente wat van platinum gemaak is - in hierdie geval sal die weerstandskoëffisiënt laer wees, oftewel koper.
Die gebruik van resistiewe sensors word gekenmerk deur 'n aantal nuanses. Daar moet dus in ag geneem word dat hoër waardes van die opwekkingsstroom wat aan die sensor verskaf word, sy temperatuursensitiwiteit verhoog, maar terselfdertyd die elemente van die ooreenstemmende omsetter verhit. Dit veroorsaak in baie gevalle 'n afname in die akkuraatheid daarvan. Daarom word dit aanbeveel om optimale opwekkingstroomprestasie te verseker, met inagneming van spesifieke meettoestande. Die berekening kan byvoorbeeld die termiese geleiding neem van die medium waarin die sensor gebruik word - lug of water. As 'n reël word die aanbevole aanwysers vir opwekkingsstrome ingestel deur vervaardigers van sensors van die ooreenstemmende tipe. Hulle kan egter aansienlik verskil, afhangende van die metale wat in die ontwerp van die toestelle gebruik word. Daarbenewens, wanneer die betrokke sensors gebruik word, is dit nodig om so 'n aanwyser in ag te neem as die beperkingswaarde vir die bedryfsstroom. Gewoonlik word dit ook deur die vervaardiger bepaal.
Weerstandsensors is een van die mees algemene tipes transducers in die huishouding. Dit is grootliks te danke aan die aansienlike tegnologiese voordele van baie van hul variëteite. Byvoorbeeld, aspraat oor termistors - hulle word gekenmerk deur hoë sensitiwiteit, kompaktheid, lae gewig. Die toepaslike tipe sensors kan gebruik word om die lugtemperatuur in verskeie toestande te meet. Hul produksie behels meestal nie noemenswaardige koste nie. Termistors het weliswaar ook nadele - in die eerste plek is dit 'n hoë mate van nie-lineariteit, waardeur dit in die praktyk in redelik nou temperatuurreekse gebruik kan word.
Die ooreenstemmende tipe seinomsetters (hul tipes en doel kan bepaal word op grond van verskillende klassifikasiekriteria) word wyd in die alledaagse lewe gebruik. Dit is byvoorbeeld algemeen om temperatuursensors wat platinum- en koperelemente bevat in hul samestelling in te sluit:
- verhittingsinfrastruktuur - om die temperatuur van die koelmiddel in sekere dele van die toerusting, sowel as in die verhitte kamer te meet;
- wasmasjiene - om die watertemperatuur te meet en dit aan te pas by verskeie wasprogramme;
- strykysters - insgelyks om die optimale stryktemperatuur binne 'n bepaalde werkwyse te verseker;
- elektriese stowe, asook ander soorte toerusting vir kook - ook om te verseker dat hulle funksioneer wanneer sekere gebruikersmodusse geaktiveer word.
Rheostaat-omskakelaars
Nog 'n gewilde soort weerstandstoestelle is reostaat-omskakelaars. Hul beginsel van werking is gebaseer op die meting van elektriese weerstandvan een of ander geleier onder die invloed van insetverplasing. In die praktyk sluit hierdie transducer elemente in wat aangepas is om te beweeg as gevolg van die invloed van die gemete waarde. Meestal word die betrokke toestelle by spanningverdelers ingesluit of as 'n integrale element van meetbrûe gebruik.
As ons praat oor die voordele wat reostaat-omsetters kenmerk, dan sluit dit in:
- geen reaktiewe effek op bewegende komponente nie;
- hoë doeltreffendheid;
- klein afmetings, die vermoë om te gebruik in infrastruktuur wat op beide gelykstroom en wisselstroom werk.
Terselfdertyd is resistiewe omskakelaars van die ooreenstemmende tipe nie altyd betroubaar nie en vereis in baie gevalle aansienlike hulpbronne van die onderneming om funksionaliteit te handhaaf.
