模擬傳感器和數(shù)字傳感器的性能區(qū)別解析

一、定義

模擬傳感器輸出信號(hào)為模擬量的傳感器。它的應(yīng)用非常廣泛，不論是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)，還是在日常生活、教育事業(yè)以及科學(xué)研究等領(lǐng)域，處處可見(jiàn)模擬傳感器的身影。

數(shù)字傳感器輸出信號(hào)為數(shù)字量（或數(shù)字編碼）的傳感器。是指將傳統(tǒng)的模擬式傳感器經(jīng)過(guò)加裝或改造A/D轉(zhuǎn)換模塊，使之輸出信號(hào)為數(shù)字量（或數(shù)字編碼）的傳感器，主要包括：放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、通訊接口電路等。

二、性能

數(shù)字式傳感器的性能區(qū)別于模擬式傳感器，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）解決模擬式傳感器信號(hào)弱的問(wèn)題

模擬式傳感器的輸出信號(hào)最大一般在幾十毫伏，最低時(shí)只有百萬(wàn)分之幾毫伏。在電纜傳輸這些弱信號(hào)過(guò)程中，很容易受到干擾，從而造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定或計(jì)量性能降低。而數(shù)字式傳感器的輸出信號(hào)均在3～4V左右，其抗干擾能力遠(yuǎn)大于模擬信號(hào)的百萬(wàn)倍。

（2）解決射頻干擾問(wèn)題

模擬式傳感器的低電壓信號(hào)極易受到電子干擾及其它天線電信號(hào)的干擾，而數(shù)字式傳感器在設(shè)計(jì)時(shí)已考慮到這些抗干擾能力，它們可以在高干擾區(qū)域，并保證計(jì)量性能。

（3）解決防潮、防腐問(wèn)題

數(shù)字式傳感器采用100%不銹鋼焊接殼體。SENST激光測(cè)距傳感器密封、防水、防潮濕、防腐蝕，適用于各種惡劣工作環(huán)境，計(jì)量性能不受任何影響，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68。

（4）解決防雷擊問(wèn)題

數(shù)字式傳感器具有防雷擊和大電流放電能力，在室外安裝使用時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。

（5）解決偏載/溫度影響問(wèn)題

數(shù)字式傳感器能自動(dòng)補(bǔ)償和調(diào)整因偏載和溫度變化而產(chǎn)生影響。

（6）解決時(shí)間效應(yīng)——蠕變問(wèn)題

當(dāng)負(fù)荷時(shí)間加在傳感器上時(shí)，其輸出常有較大變化，數(shù)字式傳感器通過(guò)內(nèi)部微處理器里的軟件，自動(dòng)補(bǔ)償了蠕變。

（7）數(shù)字式傳感器精度、穩(wěn)定性和可靠性更高，減少模擬式傳感器經(jīng)常引起的誤差

由于經(jīng)校正后的數(shù)據(jù)是以數(shù)字形式存儲(chǔ)在每個(gè)傳感器內(nèi)部的，因此就減少了模擬信號(hào)引起的積累誤差。這些誤差通常都是由于模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中由接頭、接線排（端子）、電位器、開(kāi)關(guān)及長(zhǎng)電纜等因素造成的。數(shù)字式稱重傳感器的補(bǔ)償/修正參數(shù)存儲(chǔ)在傳感器內(nèi)部的永久性存儲(chǔ)器中，因此，省掉了開(kāi)關(guān)/電位器等元器件。

（8）具有自診斷功能

數(shù)字式傳感器具有自診斷功能。SENST激光測(cè)距傳感器不斷對(duì)內(nèi)部工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤代碼，這就大大降低了漏檢故障的可能性，這也是模擬式傳感器無(wú)法做到的。

三、問(wèn)題

模擬傳感器和數(shù)字傳感器的問(wèn)題

一些數(shù)字傳感器，其敏感元件依然是模擬的，只是在后續(xù)的信號(hào)處理過(guò)程中進(jìn)行了模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換）而成為了數(shù)字式傳感器。比如橋式電路數(shù)字傳感器。還有一些數(shù)字傳感器，它的敏感元件本身輸出的就是數(shù)字信號(hào)。這類傳感器是“徹頭徹尾”的數(shù)字傳感器，在它的處理電路中就可以沒(méi)有A/D轉(zhuǎn)換器了。比如光電編碼式傳感器。

四、特點(diǎn)

數(shù)字傳感器的特點(diǎn)：

1. 先進(jìn)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)和智能濾波算法。

2. 重量值輸出，方便直觀。

3. 良好的電磁兼容性能，裸塊可滿足EMC測(cè)試要求。

4. 傳感器的性能參數(shù)采用數(shù)字化誤差補(bǔ)償技術(shù)和高度集成化電子元件，用軟件實(shí)現(xiàn)傳感器的線性、零點(diǎn)、額定輸出溫漂、蠕變等性能參數(shù)的綜合補(bǔ)償，消除了人為因素對(duì)補(bǔ)償?shù)挠绊?，大大提高了傳感器綜合精度和可靠性。

5. 傳感器的特性參數(shù)可完全相同，因而具有良好的互換性。

6. 采用A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化信號(hào)傳輸和數(shù)字濾波技術(shù)，傳感器的抗干擾能力增強(qiáng)，信號(hào)傳輸距離可達(dá)1000m，提高了傳感器的穩(wěn)定性。

7. 傳感器能自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并可預(yù)處理、存儲(chǔ)和記憶，具有唯一地址，便于故障診斷。

8. 傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通訊接口，可直接連入計(jì)算機(jī)，也可與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制總線連接，方便靈活。

數(shù)字傳感器比傳統(tǒng)的模擬傳感器要多10倍以上的電子元器件和焊接點(diǎn)，元器件和焊接點(diǎn)數(shù)量與故障的關(guān)系是電子制造行業(yè)的常識(shí)。在典型的汽車衡稱重系統(tǒng)中，經(jīng)常性的振動(dòng)和沖擊的惡劣環(huán)境下，元器件和焊接點(diǎn)是導(dǎo)致傳感器故障的主要因素。一些數(shù)字傳感器有許多觸點(diǎn)，聯(lián)接傳感器的輸入輸出電纜。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，對(duì)汽車衡傳感器來(lái)說(shuō)，這些觸點(diǎn)是產(chǎn)生故障的主要根源。常規(guī)的模擬傳感器，防水電纜與傳感器整合，這樣提供了可靠的保護(hù)，防止潮濕水汽的侵入，進(jìn)而損壞傳感器。
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