Převodník - Transducer

Tento článek je o inženýrském zařízení. Podobně pojmenovaný koncept v počítačové vědě viz Převodník konečných stavů.

A převodník je zařízení, které převádí energie z jedné formy do druhé. Převodník obvykle převádí a signál v jedné formě energie na signál v jiné.[1]

Převodníky se často používají na hranici automatizace, měření, a řídicí systémy, kde se elektrické signály převádějí do az jiných fyzikálních veličin (energie, síla, točivý moment, světlo, pohyb, poloha atd.). Proces přeměny jednoho forma energie na jiný je známý jako transdukce.[2]

Typy

Převodníky, které převádějí fyzikální veličiny na mechanické veličiny, se nazývají mechanické převodníky; převodníky, které převádějí fyzikální veličiny na elektrické veličiny, se nazývají elektrické převodníky. Příklady jsou a termočlánek která mění teplotní rozdíly na malé napětí, nebo a lineární proměnný diferenciální transformátor (LVDT) slouží k měření posunutí.

Senzory a akční členy

Převodníky lze kategorizovat podle toho, kterým směrem prochází informace o směru:

  • A senzor je převodník, který přijímá a reaguje na signál nebo podnět z fyzického systému.[3][4][2] Produkuje a signál, což představuje informace o systému, které využívá nějaký typ telemetrie, informace nebo kontrolní systém.
  • An aktuátor je zařízení odpovědné za pohyb nebo ovládání mechanismu nebo systému. Je řízen a signál z řídicího systému nebo ručního ovládání. Je provozován zdrojem energie, kterým může být mechanická síla, elektrický proud, tlak hydraulické kapaliny nebo pneumatický tlak, a přeměňuje tuto energii na pohyb. Aktuátor je mechanismus, kterým řídicí systém působí na prostředí. Řídicí systém může být jednoduchý (pevný mechanický nebo elektronický systém), software - na základě (např. ovladač tiskárny, robot řídicí systém), a člověk nebo jakýkoli jiný vstup.[2]
  • Obousměrné převodníky převádějí fyzikální jevy na elektrické signály a také převádějí elektrické signály na fyzikální jevy. Příkladem inherentně obousměrného převodníku je anténa, které lze převést rádiové vlny (elektromagnetické vlny ) na elektrický signál, který má být zpracován a rádiový přijímač, nebo přeložit elektrický signál z a vysílač do rádiových vln. Dalším příkladem je kmitací cívky, které se používají v reproduktory přeložit elektrický zvukový signál do zvuk a v dynamické mikrofony převést zvukové vlny na zvukový signál.[2]

Aktivní vs pasivní senzory

  • pasivní snímače vyžadují k provozu externí zdroj energie, který se nazývá budicí signál. Signál je modulován snímačem, aby se vytvořil výstupní signál. Například a termistor negeneruje žádný elektrický signál, ale tím, že prochází elektrickým proudem, je odpor lze měřit detekcí změn proudu nebo Napětí přes termistor.[5][2]
  • aktivní senzory naproti tomu generují elektrický proud v reakci na vnější podnět, který slouží jako výstupní signál bez potřeby dalšího zdroje energie. Takovými příklady jsou a fotodioda a piezoelektrický senzor, termočlánek.[6]

Vlastnosti

Některé specifikace, které se používají k hodnocení převodníků

  • Dynamický rozsah: Toto je poměr mezi největšími amplituda signál a nejmenší amplitudový signál, který může převodník efektivně přeložit.[2] Převodníky s větším dynamickým rozsahem jsou „citlivější“ a přesnější.
  • Opakovatelnost: Jedná se o schopnost měniče produkovat identický výstup, když je stimulován stejným vstupem.
  • Hluk: Všechny převodníky přidávají nějaké náhodné hluk na jejich výstup. V elektrických měničích to může být elektrický šum v důsledku tepelného pohybu nábojů v obvodech. Hluk poškozuje malé signály více než velké.
  • Hystereze: Toto je vlastnost, ve které výstup měniče závisí nejen na jeho aktuálním vstupu, ale na jeho minulém vstupu. Například aktuátor, který používá a soukolí může mít nějaké vůle, což znamená, že pokud se směr pohybu akčního členu obrátí, bude před obráceným výstupem akčního členu mrtvá zóna způsobená vůlí mezi zuby ozubeného kola.

Aplikace

Převodníky se používají v elektronický komunikační systémy převádět signály různých fyzických forem na elektronické signály, a naopak. V tomto příkladu může být první převodník a mikrofon a druhý převodník může být a mluvčí.

Viz také

Reference

  1. ^ Agarwal, Anant. Základy analogových a digitálních elektronických obvodů. Katedra elektrotechniky a informatiky, Massachusetts Institute of Technology, 2005, s. 43
  2. ^ A b C d E F G Vítěz, Ethan (2013). „Část 3“. Zvukový expert. New York a London: Focal Press. ISBN  978-0-240-82100-9.
  3. ^ Fraden J. (2016). Příručka moderních senzorů: fyzika, designy a aplikace 5. vydání. Springer. str.1
  4. ^ Kalantar-zadeh, K. (2013). Senzory: úvodní kurz 2013. vydání. Springer. str.1
  5. ^ Fraden J. (2016). Příručka moderních senzorů: fyzika, designy a aplikace 5. vydání. Springer. str.7
  6. ^ Fraden J. (2016). Příručka moderních senzorů: fyzika, designy a aplikace 5. vydání. Springer. str.7

externí odkazy