Преобразователь - Transducer

Преобразователь представляет собой устройство , которое преобразует энергию из одной формы в другую. Обычно преобразователь преобразует сигнал одной формы энергии в сигнал другой.

Преобразователи часто используются в системах автоматизации , измерения и управления , где электрические сигналы преобразуются в другие физические величины (энергия, сила, крутящий момент, свет, движение, положение и т. Д.) И обратно. Процесс преобразования одной формы энергии в другую известен как преобразование.

Типы

Механический преобразователь

Преобразователи, преобразующие физические величины в механические, известны как механические преобразователи; Преобразователи, преобразующие физические величины в электрические, известны как электрические преобразователи. Примерами являются термопара, которая изменяет разность температур до небольшого напряжения, или линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT), используемый для измерения смещения.

Датчики и исполнительные механизмы

Преобразователи можно разделить на категории по тому, какое направление проходит через них:

  • Датчик представляет собой датчик , который получает и реагирует на сигнал или стимул от физической системы. Он выдает сигнал , который представляет информацию о системе, которая используется каким-либо типом телеметрии, информации или системы управления .
  • Привод представляет собой устройство , которое отвечает за перемещение или контролировать механизм или систему. Управляется сигналом от системы управления или ручным управлением. Он приводится в действие источником энергии, которым может быть механическая сила, электрический ток, давление гидравлической жидкости или пневматическое давление, и преобразует эту энергию в движение. Привод - это механизм, с помощью которого система управления воздействует на окружающую среду. Система управления может быть простой (фиксированная механическая или электронная система), программной (например, драйвер принтера, система управления роботом ), вводимой человеком или любым другим.
  • Двунаправленные преобразователи преобразуют физические явления в электрические сигналы, а также преобразуют электрические сигналы в физические явления. Примером по своей сути двунаправленного преобразователя является антенна , которая может преобразовывать радиоволны ( электромагнитные волны ) в электрический сигнал для обработки радиоприемником или преобразовывать электрический сигнал от передатчика в радиоволны. Другой пример - звуковые катушки , которые используются в громкоговорителях для преобразования электрического звукового сигнала в звук и в динамических микрофонах для преобразования звуковых волн в звуковой сигнал.

Активные и пассивные датчики

  • Для работы активных датчиков требуется внешний источник питания, который называется сигналом возбуждения. Сигнал модулируется датчиком для получения выходного сигнала. Например, термистор не генерирует никакого электрического сигнала, но, пропуская через него электрический ток, его сопротивление можно измерить, обнаружив изменения тока или напряжения на термисторе.
  • пассивные датчики, напротив, генерируют электрический ток в ответ на внешний стимул, который служит выходным сигналом без необходимости в дополнительном источнике энергии. Такими примерами являются фотодиод , пьезоэлектрический датчик, термопара .

Характеристики

Некоторые спецификации, которые используются для датчиков скорости:

  • Динамический диапазон : это соотношение между сигналом наибольшей амплитуды и сигналом наименьшей амплитуды, который преобразователь может эффективно преобразовать. Преобразователи с большим динамическим диапазоном более «чувствительны» и точны.
  • Повторяемость : это способность преобразователя выдавать идентичный выходной сигнал при стимуляции одним и тем же входом.
  • Шум : все преобразователи добавляют к своему выходу некоторый случайный шум . В электрических преобразователях это может быть электрический шум из-за теплового движения зарядов в цепях. Шум искажает маленькие сигналы больше, чем большие.
  • Гистерезис : это свойство, при котором выходной сигнал преобразователя зависит не только от его текущего входа, но и от его прошлого входа. Например, привод, в котором используется зубчатая передача, может иметь некоторый люфт , а это означает, что если направление движения привода меняется на противоположное, будет мертвая зона до того, как выходной сигнал привода изменится на противоположный, вызванный зазором между зубьями шестерни.

Приложения

Преобразователи используются в системах электронной связи для преобразования сигналов различных физических форм в электронные сигналы и наоборот . В этом примере первый преобразователь может быть микрофоном , а второй преобразователь может быть динамиком .

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки