A преобразователь - это устройство, которое преобразует энергия из одной формы в другую. Обычно преобразователь преобразует сигнал в один вид энергии в сигнал в другом.
Преобразователи часто используются на границах автоматизации, измерения и системы управления, в которых 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.
Содержание
- 1 Типы
- 2 Датчики и исполнительные механизмы
- 2.1 Активные и пассивные датчики
- 3 Характеристики
- 4 Приложения
- 5 См. Также
- 6 Ссылки
- 7 Внешние ссылки
Типы
Механический и электрический преобразователь Преобразователи, преобразующие физические величины в механические величины, известны как механические преобразователи; преобразователи, которые преобразуют физические величины в электрические величины, известны как электрические преобразователи. Примерами являются термопара, которая преобразует разницу температур в небольшое напряжение, или линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT), используемый для измерения смещения.
Датчики и исполнительные механизмы
Преобразователи можно разделить на категории, по которым информация о направлении проходит через них:
- A датчик - это преобразователь, который принимает сигнал или стимул от ph и реагирует на него. ysical system. Он выдает сигнал , который представляет информацию о системе, которая используется некоторыми типами телеметрии, информации или системой управления.
- исполнительный механизм - это устройство, которое отвечает за перемещение или управление механизмом или системой. Он управляется сигналом от системы управления или вручную. 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), программным (например, драйвер принтера, робот система управления), человеком, или любой другой вход.
- 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, который должен обрабатываться радиоприемник, или преобразует электрический сигнал от передатчика в радиоволны. Другой пример - звуковые катушки, которые используются в громкоговорителях для преобразования электрического аудиосигнала в звук и в динамических микрофонах. для преобразования звуковых волн в аудиосигнал.
Активные и пассивные датчики
- для работы пассивных датчиков требуется внешний источник питания, который называется сигналом возбуждения. Сигнал модулируется датчиком для получения выходного сигнала. Например, термистор не генерирует никаких электрических сигналов, но, пропуская через него электрический ток, его сопротивление можно измерить, обнаружив изменения тока или напряжения через термистор.
- активные датчики, напротив, вырабатывают электрический ток в ответ на внешний стимул, который служит выходным сигналом без необходимости в дополнительном источнике энергии. Такими примерами являются фотодиод и пьезоэлектрический датчик, термопара.
Характеристики
Некоторые спецификации, которые используются для измерения преобразователей
- 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 добавить к их выходу некоторый случайный шум. В электрических преобразователях это может быть электрический шум из-за теплового движения зарядов в цепях. Шум больше искажает слабые сигналы, 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, что означает, что если направление движения привода изменится на противоположное, будет мертвая зона перед выходом привод меняет направление из-за люфта между зубьями шестерни.
Применения
Преобразователи используются в
электронных системах связи для преобразования сигналов различных физических форм в
электронные сигналы, и наоборот. В этом примере первым преобразователем может быть
микрофон, а вторым преобразователем может быть
динамик.
- Электромагнитный:
- Антенны - преобразует распространяющиеся электромагнитные волны в проводимые и обратно. электрические сигналы
- магнитные картриджи - преобразуют относительное физическое движение в электрические сигналы и обратно
- Ленточная головка, дисковые головки чтения и записи - преобразует магнитные поля на магнитная среда в электрические сигналы и обратно
- датчики на эффекте Холла - преобразует уровень магнитного поля в электрический сигнал
- Электрохимический:
- Электромеханические (электромеханические выходные устройства обычно называются исполнительными механизмами ):
- Электроакустические:
- Громкоговорители, наушники - преобразует электрические сигналы в звук (усиленный сигнал → магнитное поле → движение → давление воздуха)
- Микрофоны - преобразует звук в электрический сигнал (давление воздуха → движение проводника / катушки → магнитное поле → электрический сигнал)
- звукосниматель (музыкальная технология) - преобразует движение металлических струн в электрический сигнал (магнетизм → электрический сигнал)
- тактильные преобразователи - преобразует электрический сигнал в вибрацию (электрический сигнал → вибрация)
- Пьезоэлектрические кристаллы - преобразует деформации твердотельных кристаллов (колебания) в электрические сигналы и обратно
- G eophones - преобразует движение земли (смещение) в напряжение (колебания → движение проводника / катушки → магнитное поле → сигнал)
- звукосниматели граммофона - (давление воздуха → движение → магнитное поле → электрический сигнал)
- Гидрофоны - преобразуют изменения давления воды в электрический сигнал
- Транспондеры сонара (давление воды → движение проводника / катушки → магнитное поле → электрический сигнал)
- Ультразвуковые приемопередатчики, передающие ультразвук (преобразованный от электричества), а также принимающие его после отражение звука от целевых объектов, позволяющее визуализировать эти объекты
- Электрооптические (Фотоэлектрические ):
- Люминесцентные лампы - преобразуют электрическую энергию в некогерентный свет
- Лампы накаливания - преобразуют электрическую энергию в некогерентный свет
- Светоизлучающие диоды - преобразуют электрическую энергию в некогерентный свет
- Лазерные диоды - преобразуют электрическую энергию в coh Текущий свет
- Фотодиоды, фоторезисторы, фототранзисторы, фотоумножители - преобразуют изменяющиеся уровни света в электрические сигналы
- Фотоприемник или фоторезистор или светозависимый резистор (LDR) - преобразует изменения уровней света в изменения электрического сопротивления
- Электронно-лучевые трубки (CRT) - преобразует электрические сигналы в визуальные сигналы
- Электростатические:
- Термоэлектрические:
- резистивные датчики температуры (RTD) - преобразуют температуру в сигнал электрического сопротивления
- Термопары - преобразуют относительные температуры металлических переходов в электрическое напряжение
- Термисторы (включает резистор PTC и резистор NTC)
- Радиоакустика:
- трубки Гейгера-Мюллера - преобразует падающее ионизирующее излучение в электрический импульсный сигнал.
- Радиоприемники преобразуют электромагнитные передачи в электрические сигналы.
- Радиопередатчики преобразуют электрические сигналы в электромагнитные сигналы.
См. также
Ссылки
Внешние ссылки
Преобразователи используются в электронных системах связи для преобразования сигналов различных физических форм в электронные сигналы, и наоборот. В этом примере первым преобразователем может быть микрофон, а вторым преобразователем может быть динамик.