از آنالوگ به دیجیتال: چگونه ابزارهای صنعتی تبدیل دقیق سیگنال را به دست می آورند

در دنیای اندازه گیری صنعتی، هر سیگنال داستانی را می گوید. چه تغییر ظریف فشار در یک لوله یا افزایش دمای در یک راکتور باشد.اين پديده هاي فيزيکي به صورت زمزمه هاي آنالوگ شروع مي شوندبرای استفاده از آن ها در عصر دیجیتال، باید این زمزمه ها را به یک زبان ساختاری ترجمه کنیم: کد باینری.این وبلاگ بررسی می کند که چگونه ابزارهای صنعتی این تحول ظریف را با دقت انجام می دهند، قابل اعتماد و ظریف.

سیگنال آنالوگ چیست؟

سیگنال های آنالوگ موج های مستمر هستند که مقادیر فیزیکی مانند:

• فشار
• درجه حرارت
• نرخ جریان
• سطح

این سیگنال ها در طول زمان به آرامی تغییر می کنند و به طور معمول از طریق یک حلقه جریان 420 mA یا سیگنال ولتاژ (به عنوان مثال 010 V) منتقل می شوند.

مزایا

• وضوح بالا و نمایش طبیعی پدیده های فیزیکی
• انتقال ساده در مسافت های طولانی
• سازگاری با سیستم های قدیمی

چالش ها

• حساس به سر و صدا و تخریب سیگنال
• ذخیره، پردازش یا انتقال در شبکه های دیجیتال مدرن دشوار است

سیگنال دیجیتال چیست؟

سیگنال های دیجیتال نمایش داده های جدا از هم هستند که معمولا در شکل باینری (0s و 1s) هستند.

• ثبت اطلاعات
• انتقال از راه دور
• ادغام ابر
• تجزیه و تحلیل پیشرفته

سیگنال های دیجیتال از طریق نمونه گیری و کوانتوز کردن ورودی های آنالوگ تولید می شوند.

فرآیند تبدیل: دقت در هر مرحله

ابزارهای صنعتی برای ایجاد پل بین این دو جهان به کنورترهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) و کنورترهای دیجیتال به آنالوگ (DAC) تکیه می کنند.

1.تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC)

این فرآیند شامل:

• نمونه گیری: اندازه گیری سیگنال آنالوگ در فواصل منظم
• کوانتیزاسیون: اختصاص هر نمونه به یک ارزش جداگانه
• رمزگذاری: تبدیل مقادیر کوانتومی به فرمت باینری

مثال: یک سنسور دما یک سیگنال 4 ′′ 20 mA را تولید می کند. ADC این جریان را نمونه گیری می کند، آن را به یک مقدار دیجیتال (به عنوان مثال، وضوح 12 بیتی) تبدیل می کند و آن را به یک PLC یا پلت فرم ابری ارسال می کند.

2.تبدیل دیجیتال به آنالوگ (DAC)

هنگامی که کنترل کننده های دیجیتال نیاز به ارسال سیگنال های آنالوگ به محرک ها یا سیستم های قدیمی دارند استفاده می شود.

مثال: یک کنترلر دیجیتال موقعیت دریچه را محاسبه می کند و یک سیگنال آنالوگ 010 ولت را از طریق DAC تولید می کند.

فرستنده های هوشمند: استاد های ترکیبی

فرستنده های مدرن قابلیت های ADC و DAC را ادغام می کنند و این امکان را فراهم می کنند:

• پروتکل های ارتباطی دیجیتال(هارت، مودبوس، پروفیبوس)
• خروجی آنالوگ محلی برای حلقه های کنترل
• تشخیص و کالیبراسیون از طریق رابط دیجیتال

این دستگاه ها بهترین دو جهان را ارائه می دهند: سازگاری آنالوگ و هوش دیجیتال.

تبدیل سیگنال به عنوان فلسفه: دقت به معنی می رسد

در فلسفه چینی، داو هم شکل و هم بی شکل است. سیگنال های آنالوگ جریان داو هستند. پیوسته، شهودی، زنده. سیگنال های دیجیتال ساختار داو هستند. تعریف شده، قابل تکرار، مقیاس پذیر.تبدیل کننده، دانشمند است.، ترجمه بین قلمروها بدون از دست دادن جوهر

در دستگاه های صنعتی، این ترجمه فقط فنی نیست بلکه شعری است. این تضمین می کند که هر پالس فشار، هر افزایش دما، به درستی ضبط شده، درک شده و بر اساس آن عمل می شود.

جدول خلاصه