Digitális érzékelő - Digital sensor
A digitális érzékelő egy elektronikus vagy elektrokémiai érzékelő , ahol az adatokat digitálisan átalakítják és továbbítják. Az érzékelőket gyakran használják analitikai mérésekhez, például a folyadékok kémiai és fizikai tulajdonságainak mérésére. A tipikus mért paraméterek a pH-érték , a vezetőképesség , az oxigén, a redoxpotenciál és mások. Ilyen méréseket alkalmaznak az iparosodott világban, és létfontosságú hozzájárulást adnak a folyamatszabályozáshoz .
Korábban analóg típusú érzékelőket használtak, ma azonban egyre több digitális érzékelőt alkalmaznak. Ez a cikk leírja a különbséget közöttük, és megvitatja a digitális érzékelők kifejlesztésének okát.
Általános szempontok
A digitális érzékelők az analóg érzékelők modern utódjai. A digitális érzékelők lépésről lépésre helyettesítik az analóg érzékelőket, mert leküzdik az analóg érzékelő rendszerek hagyományos hátrányait (vö. 3. fejezet)
Történelem
Az elektronikus és elektrokémiai érzékelők általában a mérőlánc egyik részét képezik. A mérőlánc magában foglalja magát az érzékelőt, egy kábelt és egy adót. A hagyományos analóg rendszerekben az érzékelő a mérési paramétert (pl. PH-értéket) analóg elektromos jellé alakítja. Ez az analóg elektromos jel kábelen keresztül csatlakozik az adóhoz. Az adó átalakítja az elektromos jelet olvasható formába (kijelző, áramkimenetek, busz adatátvitel stb.).
Az érzékelő és a kábel gyakran nem állandóan, hanem elektromos csatlakozókon keresztül csatlakozik. Ennek a klasszikus kialakításnak, a csatlakozókkal és a kis áramok kábelen keresztüli továbbításának négy fő hátránya van: a) A csatlakozó páratartalma és korróziója meghamisítja a jelet. b) A kábelnek árnyékoltnak és nagyon jó minőségűnek kell lennie, hogy megakadályozza a mérőjel elektromágneses zaj általi megváltoztatását. c) Az érzékelő csak beépítéskor kalibrálható vagy állítható be, mivel a kábel hatása (hossz, ohmos ellenállás, impedancia) nem elhanyagolható. d) A kábel hossza korlátozott.
Használat és tervezés
Digitális érzékelőket fejlesztettek ki az analóg érzékelők hagyományos hátrányainak leküzdésére. A digitális érzékelőket főleg a vízben és az ipari folyamatokban használják. Olyan paramétereket mérnek, mint a pH, a redoxpotenciál , a vezetőképesség , az oldott oxigén , az ammónium , a nitrát , a SAC, a zavarosság . A digitális érzékelőrendszer magában foglalja magát az érzékelőt, egy kábelt és egy adót is. A különbségek az analóg érzékelő rendszerektől a következők: a) Az érzékelőnek van egy elektronikus chipje. A mérőjel közvetlenül az érzékelő belsejében digitális jellé alakul. A kábelen keresztüli adatátvitel szintén digitális. Ez a digitális adatátvitel nem érzékeny a kábel hosszára, a kábel ellenállására vagy impedanciájára, és az elektromágneses zaj nem befolyásolja. Normál kábelek használhatók. b) Az érzékelő és a kábel közötti kapcsolat kontaktusmentes lehet, és induktív kapcsolással valósítható meg. A páratartalom és a kapcsolódó korrózió már nem kérdés. Alternatív száloptikai kábelek is választhatók a hosszú vagy elektromágnesesen ellenséges kapcsolatokhoz. c) Az érzékelő a rendszeren kívül kalibrálható.
Hivatkozások
- H. Galster: pH-Messung, VCH Verlagsgesellschaft mbH, ISBN 3-527-27836-2
- CH Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie I, Verlag Chemie, ISBN 3-527-21039-3
- Schröter / Lautenschläger / Bibrack: Taschenbuch der Chemie, Verlag Harri Deutsch , ISBN 3-8171-1472-9
- U. Tietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag, ISBN 978-3-642-01621-9