Преобразователь - Transducer

Эта статья про инженерное устройство. Об одноименной концепции информатики см. Конечный преобразователь.

А преобразователь это устройство, которое обращает энергия из одной формы в другую. Обычно преобразователь преобразует сигнал в одной форме энергии к сигналу в другой.[1]

Преобразователи часто используются на границах автоматизация, измерение, и Системы управления, где электрические сигналы преобразуются в другие физические величины (энергия, сила, крутящий момент, свет, движение, положение и т. д.) и обратно. Процесс преобразования одного форма энергии к другому известна как трансдукция.[2]

Типы

Преобразователи, преобразующие физические величины в механические, известны как механические преобразователи; преобразователи, преобразующие физические величины в электрические, известны как электрические преобразователи. Примеры: термопара который изменяет разницу температур на небольшое напряжение или линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT) используется для измерения смещения.

Датчики и исполнительные механизмы

Преобразователи можно разделить на категории, по которым информация о направлении проходит через них:

  • А датчик - это преобразователь, который принимает сигнал или стимул от физической системы и реагирует на них.[3][4][2] Он производит сигнал, который представляет информацию о системе, которая используется некоторыми типами телеметрии, информации или система контроля.
  • An привод это устройство, которое отвечает за перемещение или управление механизмом или системой. Он контролируется сигнал от системы управления или ручного управления. 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), программного обеспечения на основе (например, драйвер принтера, робот система управления), a человек, или любой другой ввод.[2]
  • Двунаправленные преобразователи преобразуют физические явления в электрические сигналы, а также преобразуют электрические сигналы в физические явления. Примером по своей сути двунаправленного преобразователя является антенна, который может конвертировать радиоволны (электромагнитные волны ) в электрический сигнал для обработки радиоприемник, или перевести электрический сигнал от передатчик в радиоволны. Другой пример звуковые катушки, которые используются в музыкальные колонки переводить электрический звуковой сигнал в звук И в динамические микрофоны для преобразования звуковых волн в звуковой сигнал.[2]

Активные и пассивные датчики

  • пассивный Для работы датчиков требуется внешний источник питания, который называется сигналом возбуждения. Сигнал модулируется датчиком для получения выходного сигнала. Например, термистор не генерирует электрический сигнал, но, пропуская через него электрический ток, его сопротивление могут быть измерены путем обнаружения изменений в токе или Напряжение через термистор.[5][2]
  • активный датчики, напротив, генерируют электрический ток в ответ на внешний стимул, который служит выходным сигналом без необходимости в дополнительном источнике энергии. Такие примеры являются фотодиод, а пьезоэлектрический датчик термопара.[6]

Характеристики

Некоторые спецификации, которые используются для датчиков скорости

  • Динамический диапазон: Это соотношение между наибольшими амплитуда сигнал и сигнал наименьшей амплитуды, который преобразователь может эффективно преобразовать.[2] 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 случайные шум к их выходу. 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, который использует зубчатая передача может быть несколько люфт, что означает, что если направление движения привода изменится на противоположное, возникнет мертвая зона перед тем, как выход привода изменится на противоположный, вызванный зазором между зубьями шестерни.

Приложения

Преобразователи используются в электронный системы связи преобразовывать сигналы различных физических форм в электронные сигналы, и наоборот. В этом примере первым преобразователем может быть микрофон, а второй преобразователь может быть оратор.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Агарвал, Анант. Основы аналоговых и цифровых электронных схем. Кафедра электротехники и информатики, Массачусетский технологический институт, 2005 г., стр. 43 год
  2. ^ а б c d е ж грамм Винер, Итан (2013). «Часть 3». Аудио эксперт. Нью-Йорк и Лондон: Focal Press. ISBN  978-0-240-82100-9.
  3. ^ Фрейден Дж. (2016). Справочник по современным датчикам: физика, конструкции и приложения 5-е изд. Springer. стр.1
  4. ^ Калантар-заде, К. (2013). Датчики: вводный курс, 2013-е издание. Springer. стр.1
  5. ^ Фрейден Дж. (2016). Справочник по современным датчикам: физика, конструкции и приложения 5-е изд. Springer. стр.7
  6. ^ Фрейден Дж. (2016). Справочник по современным датчикам: физика, конструкции и приложения 5-е изд. Springer. стр.7

внешняя ссылка