Asensorit ja toimilaitteet ovat sulautettujen järjestelmien olennaisia osia. Niitä käytetään useissa tosielämän sovelluksissa, kuten lentokoneiden lennonohjausjärjestelmissä, ydinreaktoreiden prosessinohjausjärjestelmissä ja voimalaitoksissa, jotka edellyttävät automaattista ohjausta. Anturit ja toimilaitteet eroavat toisistaan pääasiassa molempien tarjoaman käyttötarkoituksen perusteella: anturia käytetään ympäristön muutosten seurantaan mittaussignaalien avulla, kun taas toimilaitetta käytetään silloin, kun seurannan ohella käytetään myös ohjausta, kuten fyysisen muutoksen ohjaamiseen.
Nämä laitteet toimivat välittäjinä fyysisen ympäristön ja elektronisen järjestelmän välillä, johon anturi ja toimilaite on upotettu.
Sisältö: Anturit ja toimilaitteet
-
- Vertailukaavio
- Määritelmä
- Keskeiset erot
- Johtopäätös
Vertailukaavio
| Vertailun perusteet | Asensorit | Aktuaattorit |
|---|---|---|
| Basic | Käytetään jatkuvien ja diskreettien prosessimuuttujien mittaamiseen. | Impeltaa jatkuvia ja diskreettejä prosessiparametreja. |
| Sijoitetaan | Tuloporttiin | Lähtöporttiin |
| Tuloon | Sähkösignaaliin | Lämpöön tai liikkeeseen |
| Esimerkki | Magnetometriin, kameroihin, kiihtyvyysanturiin, mikrofoniin. | LED, laser, kaiutin, solenoidi, moottorinohjaimet. |
Asensorien määritelmä
Asensorilla tarkoitetaan elektronista välinettä, joka pystyy mittaamaan fysikaalisen suureen ja tuottamaan harkinnanvaraisen tuotoksen. Nämä antureiden ulostulot ovat yleensä sähköisten signaalien muodossa. Ymmärtäkäämme asiaa esimerkin avulla: oletetaan, että meidän on säädettävä ajoneuvomme nopeutta, ja tätä varten suunnittelemme sitä varten ohjausjärjestelmän. Se ei voisi olla mahdollista vain kiinnittämällä polttoaineen kaasuläppä, sitä on säädettävä siinä joka hetki, kun nopeus muuttuu (kuten ylämäessä ja alamäessä). Tämä voidaan tehdä käyttämällä anturia, jolla mitataan ajoneuvon nopeus ja muunnetaan se digitaaliseen muotoon digitaalista järjestelmää varten. Niinpä kytketty elektroninen laite säätää kaasua mitatun nopeuden mukaan.
Ymmärretään nyt, miten anturi toimii. Anturit on sijoitettu siten, että ne voivat olla suoraan vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa aistimaan syöttöenergiaa anturielementin avulla. Tämä aistittu energia muunnetaan sopivampaan muotoon transduktio-elementin avulla.
On olemassa erityyppisiä antureita, kuten asento-, lämpötila-, paine-, nopeusantureita, mutta pohjimmiltaan on olemassa kahta tyyppiä – analogisia ja digitaalisia. Eri tyypit kuuluvat näiden kahden perustyypin alle. Digitaalisessa anturissa on analogi-digitaalimuunnin, kun taas analogisessa anturissa ei ole ADC:tä.
Aktuaattoreiden määritelmä
Aktuaattori on laite, joka muuttaa fysikaalista suuruutta, koska se voi saada mekaanisen komponentin liikkumaan saatuaan jonkin syötteen anturilta. Toisin sanoen se vastaanottaa ohjaussyötteen (yleensä sähköisen signaalin muodossa) ja saa aikaan muutoksen fysikaalisessa järjestelmässä tuottamalla voimaa, lämpöä, liikettä ja niin edelleen.
Toimilaite voidaan tulkita askelmoottorin esimerkin avulla, jossa sähköinen pulssi ajaa moottoria. Joka kerta, kun syötteenä annettu pulssi vastaavasti moottori pyörii ennalta määritellyn määrän. Askelmoottori soveltuu sovelluksiin, joissa kohteen asentoa on ohjattava tarkasti, esimerkiksi robottikäsivarsi.
Asensorien ja toimilaitteiden keskeiset erot
- Asensorilla tarkoitetaan laitetta, joka muuttaa fyysisen parametrin sähköiseksi ulostuloksi. Sitä vastoin toimilaite on laite, joka muuttaa sähköisen signaalin fyysiseksi ulostuloksi.
- Asennin sijaitsee sisääntuloportissa vastaanottamassa syötettä, kun taas toimilaite sijaitsee ulostuloportissa.
- Asennin tuottaa sähköisiä signaaleja, kun taas toimilaite tuottaa energiaa lämmön tai liikkeen muodossa.
- Magnetometri, kamerat, mikrofonit ovat esimerkkejä, joissa käytetään anturia. Sitä vastoin toimilaitteita käytetään LEDissä, kaiuttimessa, moottorinohjaimissa, laserissa ja niin edelleen.
Johtopäätös
Sensorit esittävät tietokoneelle tietoa järjestelmän tilasta. Toisaalta toimilaitteet ottavat vastaan käskyjä jonkin toiminnon suorittamiseksi.