آشنایی با سنسور دیجیتال و سنسور آنالوگ

در این مقاله در ابتدا با مفاهیم اولیه سیگنال آنالوگ و دیجیتال آشنا شده و سپس به توضیح سنسور دیجیتال و سنسور آنالوگ می‌پردازیم و سعی می‌کنیم تفاوت سنسور آنالوگ و دیجیتال را در قالب تعریف هر کدام بیان کنیم.

مفهوم آنالوگ و دیجیتال

ما در جهانی آنالوگ زندگی می کنیم. برای رنگ آمیزی، بی نهایت رنگ وجود دارد حتی اگر بسیاری از آن ها برای ما قابل مشاهده نباشد. صداهای بی شماری که می شنویم و عطرهای نا محدودی که به مشام ما می رسند. از میان تمامی این سیگنال های آنالوگ، آن چه مشترک است، بی نهایت حالتی است که برای هر کدام می توان در نظر گرفت. اما سیگنال های دیجیتال ماهیتی گسسته و محدود دارند.

اطلاعات آنالوگ و دیجیتال

فناوری آنالوگ فقط اندازه گیری متغیرها یا استفاده از شماره گیرها و اشاره گرها نیست. وقتی از اصطلاح آنالوگ استفاده می شود، بیش تر اوقات، منظور دیجیتال نبودن است و کاری که انجام می شود یا اطلاعاتی که مدیریت می شود، پردازش اعداد به صورت الکترونیکی را شامل نمی شود اما در فناوری دیجیتال، به جای ذخیره کلمات، تصاویر و اصوات برای نمایش در مواردی مانند فیلم پلاستیکی یا نوار مغناطیسی، ابتدا اطلاعات به اعداد (رقم) تبدیل می شود و سپس اعداد نمایش داده شده و یا ذخیره می شود.

بیشتر بخوانید: انواع اتصالات فیتینگ| فیتینگ فشاری و نحوه اجرای آن

سیگنال آنالوگ و دیجیتال

قبل از آغاز بحث، ابتدا لازم است تعریفی از سیگنال به خصوص سیگنال الکتریکی ارائه شود؛ کمیت هایی متغییر با زمان که می توانند اطلاعات گوناگونی منتقل کنند. به طور معمول در مهندسی برق، کمیت هایی که با زمان تغییر می کنند ولتاژ و جریان هستند. سیگنال ها جهت ارسال و دریافت اطلاعات از جمله صوت، تصویر و … بین دو دستگاه انتقال می یابند. به طور معمول، سیگنال ها به وسیله سیم منتقل می شوند اما امواج رادیویی از طریق هوا نیز منتقل می شوند.

1. سیگنال آنالوگ نوعی سیگنال است که به طور مداوم متغیر بوده و از نظر زمان، پیوسته است. این سیگنال ها از چند میکرو ولت (μV) تا چندین میلی ولت (mV) هستند.

شکل (1). سیگنال آنالوگ (Analog Signal)

مدارهایی که سیگنال های آنالوگ را اندازه گیری می کنند، به طور معمول، پاسخ کند و/یا دقت کمی دارند. مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) تجهیزی بسیار مفید است که سیگنالی آنالوگ با زمان و دامنه پیوسته را به سیگنالی دیجیتال با زمان و دامنه گسسته تبدیل می کند. روش کار این مبدل به نسبت پیچیده است. البته باید خاطر نشان کرد که مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) نیز ساخته شده است که عملکردی معکوس داشته و یک سیگنال دیجیتال را به سیگنال آنالوگ تبدیل می کند. با تبدیل از دنیای آنالوگ به دنیای دیجیتال، می توانیم با دنیای آنالوگ اطراف خود ارتباط برقرار کنیم.

بیشتر بخوانید: ترانسمیتر چیست، تفاوت ترانسمیتر و ترانسدیوسر

شکل (2). مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)

سیگنال دیجیتال، سیگنالی است که داده ها را به عنوان دنباله ای از مقادیر گسسته نشان می دهد. یک سیگنال دیجیتال فقط می تواند مقداری از یک مجموعه ای محدود از مقادیر ممکن را تنها در یک زمان خاص در نظر بگیرد. سیگنال دیجیتال  مقدار محدودی در زمان (گسسته) را در بر می گیرد. وقتی روی نمودار ولتاژ در مقابل زمان رسم می شود، باید یک منحنی صاف و مداوم ایجاد کند. نباید هیچ تغییری در مقدار گسسته ایجاد شود.

شکل (3). سیگنال دیجیتال (Digital Signal)

تفاوت سنسور آنالوگ و دیجیتال

در زیر برخی از تفاوتهای سنسورهای آنالوگ و دیجیتال را بصورت مختصر بیان می‌کنیم:

سنسورهای انالوگ سیگنال‌های خروجی پیوسته‌ای ایجاد می‌کنند که با کمیت اندازه‌گیری شده متناسب هستند درحالی که سنسورهای دیجیتال سیگنال‌خروجی گسسته‌ای تولید می‌کنند که بصورت 0 یا 1 می‌باشد.
سنسورهای آنالوگ از دقت بالاتری نسبت به سنسورهای دیجیتال برخوردار هستند
سنسورهای دیجیتال از لحاظ طراحی و ساخت پیچیده‌تر از سنسورهای آنالوگ هستند
سنسورهای آنالوگ بطور کلی ارزان‌تر از سنسورهای دیجیتال هستند
سنسورهای آنالوگ بیشتر در معرض نویز الکتریکی هستند که می تواند بر دقت اندازه‌گیری آن اثر بگذارد درحالی که سنسورهای دیجیتال در برابر نویز مقاوم هستند.
سنسورهای آنالوگ در مقابل سنسورهای دیجیتال طیف وسیع تری را اندازه می‌گیرند.

با تمام تفاوت های ذکر شده این کاربر هست که با توجه به نیاز پروژه خود یکی از دو سنسور آنالوگ و یا دیجیتال را انتخاب می‌کند.

بیشتر بخوانید: انواع سیم کشی ترانسمیتر و نحوه اتصال ترانسمیتر به PLC

سخن پایانی

در این مقاله سعی کردیم بصورت مختصر درباره سنسور دیجیتال و سنسور آنالوگ توضیح دهیم و سپس برای درک بهتر آنها تفاوت سنسور آنالوگ و دیجیتال را بیان نمودیم. داشتن شناخت کافی از سنسورهای دیجیتال و آنالوگ باعث میشود در پروژه‌های صنعتی خود انتخاب درست‌تری داشته باشید. شرکت نیکسا، مجری پروژه های برق، کنترل و ابزار دقیق می‌تواند به شما در انتخاب سنسورهای درست متناسب با نیاز پروژه‌تان یاری کند فقط کافی است از طریق صفحه تماس با ما نیکسا با ما در ارتباط باشید و یا سوالات خود را در قسمت دیدگاه‌های همین صفحه مطرح نمایید.