Характеристики сенсорів та актюаторів
2)
Вхід та Вихід
• Сенсори
Вхід: дані для вимірювання (температура, тиск, освітлення і т.д.)
Вихід: електричний сигнал (напруга, струм, фаза і т.д.)
Варіації: виходом інколи може бути зміщення (термо-, магнетико-, а також п’єзоелектричні сенсори). Деякі давачі поєднують вимірювання та актюацію.
Вхід та Вихід
• Актюатори
Вхід: електричний сигнал (напруга, струм, фаза і т.д.)
Вихід: механічна енергія (сила, тиск, зміщення) або індикація різного роду.
Передавальна функція
•Зв’язок між входом та виходом
•Варіанти назви:
–Фінкція зв’зку характеристик входу та виходу
–Функція передачі
–Реакція
Передавальна функція
•Лінійна чи нелінійна?
•Однозначна чи ні?
•Одновимірна чи багатовимірна ?
–1 вхід – 1 вихід
–Багато входів – 1 вихід
•В більшості випадків:
–Важко описати математично (представляється графічно)
–Часто визначається за допомогою даних калібрування
–Часто визначена тільки на частині ОДЗ аргументів
Передавальна функція
•Від T1 до T2 – приблизно лінійна
–Найбільш зручний інтервал
–Звичайно малий відрізок загального інтервалу
–Часто приймається лінійною
S = f(x)
Передавальна функція
•Інші характеристики
–насиченість
–чутливість
–гістерезис
–зона нечутливості
–і т. д.
Передавальна функція
•Інші типи передавальних функцій
–Відклик з врахуванням даної кількості
–Параметри функціонування (криві надійності і т.д.)
–Представлена як відношення між двома характеристиками
Опір та узгодження опорів
•Вхідний опір: відношення відносної напруги та результуючого струму через вхідний порт при відкритому не навантаженому вихідному порті
•Вихідний опір: відношення між відносною вихідною напругою та струмом замикання порта
•(визначення для пристроїв з двома портами)
Опір
•Давачі: важливий тільки вихідний опір
•Актюатори: важливий тільки вхідний опір
•Можна також визначити механічний опір
–Не обов’язково – опір важливий для спряження
–В подальшому мова піде лише про електричний опір
Опір
•Чомі опір важливий? Він впливає на роботу пристрою
•Приклад: 500-омний давач (вихідний опір) приєднаний до процесора
–b. Вхідний опір процесора невизначений
–c. Вхідний опір процесора - 500
Опір
•Приклад. Механічна напруга: оіпр рівний 500 Ом при нульовій напрузі, 750 при вімірюваній напрузі
•b: вихід давача: 2.5 В (пр нульовій напрузі), 3В при вимірюваній напрузі
•c. вихід давача : від 1.666В до 1.875V
•Результат:
–Навантаження у випадку c.
–Зменшена чутливість (менща реакція на ті самі зміни на вході)
–Варіант b кращий за варіант c (в тих самих умовах). Невизначений опір є найкращим варіантом.
Опір
•Для даних давачів: значення опору низькі – низький опір на процесорі
•Це саме відноситься й до актюаторів
•Узгодження опорів:
–Інколи виконується безпосередньо (C- mos пристрої мають дуже високий вхідний опір)
–Часто потрібне коло узгодження
–Може бути орієнтованим по нижчому чи вищому значенню опору
Опір
•Опір може бути та часто є комплексним: Z=R+jX
•В додаток до попереднього:
–Спряжене узгодження (Zin=Zout*) – маскимальна передача енергії
•Критичне для актюаторів!
•Зазвичай не важливе для давачів
•Zin=R+jX, Zout*=R-jX.
–Відсутність узгодження відображень (Zin=Zout)
•Важливе при високих частотах (лінії передачі)
•Однаково важливе для давачів та актюаторів
(антен)