I. Johdanto
Teollisuuden automaatio- ja ohjausjärjestelmissä lähettimet ja anturit ovat molemmat välttämättömiä komponentteja. Vaikka niillä kaikilla on tärkeä rooli järjestelmässä, niiden välillä on merkittäviä eroja toiminnan, rakenteen ja käytön suhteen. Tämän artikkelin tarkoituksena on tutkia lähettimien ja antureiden välisiä eroja perusteellisesti auttaakseen lukijoita ymmärtämään ja soveltamaan näitä kahta avainkomponenttia paremmin.
II. Antureiden peruskatsaus
Määritelmä: Anturi on laite tai laite, joka pystyy havaitsemaan tietyn mitatun suuren ja muuttamaan sen käyttökelpoiseksi signaaliksi tietyn lain mukaisesti. Tyypillisesti anturielementistä ja muuntimesta koostuva se havaitsee mitatun suuren tiedon ja muuntaa sen sähköiseksi signaaliksi tai muuksi vaadittavaksi ulostuloksi tietyn lain mukaisesti.
Luokittelu: Anturit voidaan luokitella eri tavoin mitattavan fysikaalisen suuren ja niiden toimintaperiaatteiden perusteella. Yleisiä luokittelumenetelmiä ovat luokittelu mitattavan fysikaalisen suuren (esim. lämpötila, paine, virtausnopeus jne.) ja toimintaperiaatteen (esim. sähkömagneettinen, valosähköinen jne.) mukaan.
Toiminta: Anturin ensisijainen tehtävä on muuntaa ei--sähköiset fyysiset suureet sähköisiksi signaaleiksi, mikä helpottaa toimintoja, kuten lähetystä, käsittelyä, tallennusta, näyttöä, tallennusta ja ohjausta. Se toimii ensimmäisenä kriittisenä askeleena automaattisen tunnistuksen ja automaattisen ohjauksen saavuttamisessa.
III. Lähettimien peruskatsaus
Määritelmä: Antureista kehittyneet lähettimet; jokaista anturia, joka pystyy lähettämään vakiosignaalin, kutsutaan lähettimeksi. Standardisignaali on signaali, jonka muoto ja fyysisten suureiden alue ovat kansainvälisten standardien mukaisia. Lähettimen ensisijainen tehtävä on muuntaa anturin ei--standardi sähköinen signaali tavalliseksi sähköiseksi signaaliksi, mikä helpottaa etälähetystä ja vastaanottoa/käsittelyä toissijaisilla instrumenteilla.
Luokitus: Lähettimet voidaan luokitella kahteen tyyppiin lähtösignaalin tyypin perusteella: virta-lähtö ja jännite-lähtö. Virta-lähtölähettimet toimivat vakio-virtalähteinä ja sopivat pitkän matkan-lähetykseen; jännite-lähtölähettimet toimivat vakio-jännitelähteinä ja sopivat lyhyen-etäisyyden lähetykseen ja sovelluksiin, joissa on useita rinnakkain kytkettyjä laitteita. Lisäksi lähettimet voidaan luokitella pneumaattisiin ja sähköisiin tyyppeihin käytetyn energialähteen perusteella.
Toimintaperiaate: Lähettimet toimivat negatiivisen takaisinkytkennän periaatteella ja koostuvat ensisijaisesti mittausosasta, vahvistimesta ja takaisinkytkentäosasta. Mittausosa tunnistaa mitatun suuren ja muuntaa sen tulosignaaliksi, jonka vahvistin voi hyväksyä; vahvistin vertaa tulosignaalia takaisinkytkentäsignaaliin ja vahvistaa sitä; takaisinkytkentäosa muuntaa lähettimen lähtösignaalin takaisinkytkentäsignaaliksi ja palauttaa sen tulopäähän.
IV. Erot lähettimien ja antureiden välillä
Toiminnalliset erot:
Anturi: Sen ensisijainen tehtävä on muuntaa ei--sähköiset fyysiset suureet sähköisiksi signaaleiksi, mikä mahdollistaa signaalin havaitsemisen ja muuntamisen.
Lähetin: Anturiin perustuen se muuntaa ei--standardin mukaiset sähköiset signaalit tavallisiksi sähköisiksi signaaleiksi helpottaakseen etälähetystä ja vastaanottoa/käsittelyä toissijaisilla instrumenteilla.
Rakenteelliset erot:
Anturi: Koostuu tyypillisesti anturielementistä ja muunnoselementistä, joiden rakenne on suhteellisen yksinkertainen.
Lähetin: Anturissa olevan anturielementin ja muunnoselementin lisäksi se sisältää monimutkaisia piirirakenteita, kuten vahvistimia ja takaisinkytkentäosia.
Erot käytössä:
Anturi: tulee tyypillisesti suoraan kosketukseen mitatun kohteen kanssa saadakseen raakasignaalin.
Lähetin: Käytetään tyypillisesti anturin yhteydessä, joka vastaanottaa anturin lähtösignaalin ja muuntaa ja käsittelee sen.
Erot signaalin lähdössä:
Anturi: Lähettää ei--standardeja sähköisiä signaaleja, kuten analogisia tai digitaalisia signaaleja.
Lähetin: Lähettää vakiosähkösignaaleja, kuten 4–20 mA virtasignaalin tai 1–5 V jännitesignaalin.
Erot sovellusskenaarioissa:
Anturi: Käytetään laajasti erilaisissa mittaus- ja ohjausjärjestelmissä, kuten fysikaalisten suureiden, kuten lämpötilan, paineen ja virtauksen, mittaamiseen.
Lähetin: Käytetään tyypillisesti tilanteissa, joissa anturisignaalit on muutettava standardisignaaleiksi etälähetystä ja -käsittelyä varten, kuten teollisuusautomaatio- ja rakennusautomaatiojärjestelmissä.
V. Yhteenveto
Lähettimet ja anturit ovat molemmat tärkeitä teollisuuden automaatio- ja ohjausjärjestelmissä. Signaalin lähteenä anturit muuntavat ei--sähköiset fyysiset suureet sähköisiksi signaaleiksi; lähettimet, jotka perustuvat anturin ulostuloon, muuntavat edelleen ei--standardin mukaiset sähkösignaalit tavallisiksi sähköisiksi signaaleiksi helpottaakseen etälähetystä ja vastaanottoa/käsittelyä toissijaisilla instrumenteilla. Ymmärtämällä näiden kahden väliset erot ja niiden sovellusskenaariot perusteellisesti voimme valita ja käyttää näitä kahta avainkomponenttia paremmin järjestelmän vakauden ja luotettavuuden parantamiseksi.