Класификация на конвертора
Преобразувателите обикновено се класифицират според техния принцип на работа или практическото им приложение.
По предназначениеизмервателните преобразуватели се делят на първични преобразуватели (сензори), унифицирани и междинни.
Сензорът(сензор) се влияе пряко от измерената неелектрическа величина (сила, налягане, ниво, температура и др.). Сензорът е първият в измервателната верига и включвачувствителен елемент(сонда, мембрана и др.) и всички други необходими елементи за преобразуване на входно неелектрическо количество в изходно електрическо количество. Сензорът може да се състои от един или повече измервателни преобразуватели, комбинирани в една структура.
Междинният преобразувателполучава измервателния информационен сигнал от предишния преобразувател и предава този сигнал след преобразуването към следващия преобразувател.
По естеството на преобразуване на входната стойност измервателните преобразуватели се делятна линейни и нелинейни. Линейният преобразувател реализира линейна функционална връзка между входните и изходните стойности. За нелинейните преобразуватели тази връзка е нелинейна.
Според принципа на действие сензорите се делят напараметрични и генераторни. При параметричните сензори измерената стойност предизвиква пропорционална промяна в параметъра на електрическата верига (R, L, C), например стойността на съпротивлението на реостатния сензор. При използване на параметрични преобразуватели е необходимо допълнително захранване, чиято енергия се използва за преобразуване на изходния сигнал на преобразувателя. Изходният сигнал на сензорите на генератора е EMF, напрежение, ток илиелектрически заряд, функционално свързан с измерената стойност, например ЕМП на термодвойка. Генераторите включват индукционни, пиезоелектрични, термоелектрични и някои видове електрохимични сензори. Останалите сензори са параметрични.
Според принципа на работа сензорите също се разделят на типове:
а) резистивни - при тях измерената величина се преобразува в изменение на нейното съпротивление;
б) електромагнитни - при тях измерената величина се преобразува в изменение на индуктивност или взаимна индуктивност;
в) капацитивни - при тях измерената стойност се преобразува в изменение на капацитета;
г) пиезоелектричен, при който динамичната сила се превръща в електрически заряд;
д) галваномагнитни сензори, базирани на ефекта на Хол и преобразуващи стойността на действащото магнитно поле в ЕМП;
е) термични - при тях измерената температура се преобразува в ЕМП или в стойността на топлинното съпротивление;
ж) оптоелектронни - при тях оптичните сигнали се преобразуват в електрически.
За сензорите основните характеристики са: тип, диапазон на измерваната стойност, диапазон на работна температура и грешка в този диапазон, обобщено входно и изходно съпротивление, честотна характеристика.
Сферите на приложение на сензорите са изключително разнообразни. Благодарение на въвеждането на нови производствени технологии (високо вакуумно отлагане, разпрашване, химическо отлагане на пари, фотолитография и др.) и нови материали, техните области на приложение непрекъснато се разширяват. Нека разгледаме само няколко от тях:
1) индустриална технология за измерване и контрол;
4) домакински уреди;
5) медицинско оборудване.
Типичните приложения в индустриалната измервателна технология включват:
В допълнение към тези стандартни сензори, нови видове сензори са в нарастващо търсене, като например:
- сензори за позиция, преместване и изображение,
- оптични и оптични сензори,
- многокоординатни сензори (разпознаване на образи).
Съвременните индустрии са склонни да използват сензори в интерактивен режим, т.е. когато резултатите от измерването се използват незабавно за управление на процеса. Това гарантира, че процесът може да бъде коригиран по всяко време, което естествено води до по-рационално производство. В промишлените приложения определящият фактор е грешката, която не трябва да бъде повече от 1...2% за управление на процеси и 2...3% за контролни задачи.
В роботиката, която по принцип е сложна информационна система, роботът осигурява получаването, обработката и трансформацията на информация. Когато получава информация чрез сензори, роботът на първо място се нуждае от способността да "вижда" и "усеща", т.е. използването на оптични и многокоординатни сензори.
При производството на сензори за автомобилна електроника все повече се използват съвременни технологии, за да се осигури рентабилно производство на сензори с минимални размери за отделните системи на превозното средство (кормилно управление, двигател, спирачки, електроника на каросерията), за осигуряване на безопасност и надеждност (блокираща система и система против кражба), информационна система (разход на гориво, температура, маршрут и др.). Тези сензори измерват различни физически параметри като температура, налягане, скорост на въртене, ускорение, влажност, изместване или ъгъл, поток и др. Екологичните изисквания за тези сензори са естественидостатъчно високо.
Таблица 1 показва приложенията на някои видове сензори.