Un sensor digital es un sistema electrónico o electroquímica sensor , donde los datos se digitalmente convertidas y transmitidas. Los sensores se utilizan a menudo para mediciones analíticas, por ejemplo, la medición de propiedades químicas y físicas de líquidos. Los parámetros medidos típicos son el valor de pH , la conductividad , el oxígeno, los potenciales redox y otros. Estas medidas se utilizan en el mundo industrializado y proporcionan una entrada vital para el control de procesos .
En el pasado se utilizaban sensores de tipo analógico, pero hoy en día se utilizan cada vez más sensores digitales. Este artículo describe la diferencia entre ellos y analiza el motivo del desarrollo de sensores digitales.
Aspectos generales
Los sensores digitales son los sucesores modernos de los sensores analógicos. Los sensores digitales reemplazan a los sensores analógicos paso a paso, porque superan los inconvenientes tradicionales de los sistemas de sensores analógicos (véase el capítulo 3).
Historia
Los sensores electrónicos y electroquímicos son típicamente una parte de una cadena de medición. Una cadena de medición comprende el propio sensor, un cable y un transmisor. En los sistemas analógicos tradicionales, el sensor convierte el parámetro de medición (p. Ej., Valor de pH) en una señal eléctrica analógica. Esta señal eléctrica analógica se conecta a un transmisor mediante un cable. El transmisor transforma la señal eléctrica en una forma legible (pantalla, salidas de corriente, transmisión de datos por bus, etc.).
El sensor y el cable a menudo no están conectados de forma permanente, sino a través de conectores eléctricos. Este diseño clásico con conectores y transmisión de pequeñas corrientes a través de un cable tiene cuatro inconvenientes principales: a) La humedad y la corrosión del conector falsean la señal. b) El cable debe estar blindado y de muy alta calidad para evitar que la señal de medición sea alterada por ruido electromagnético. c) El sensor solo se puede calibrar o ajustar cuando está instalado, porque la influencia del cable (longitud, resistencia óhmica, impedancia) no se puede despreciar. d) La longitud del cable es limitada.
Uso y diseño
Los sensores digitales se han desarrollado para superar las desventajas tradicionales de los sensores analógicos. Los sensores digitales se utilizan principalmente en procesos industriales y de agua. Miden parámetros como pH, potencial redox , conductividad , oxígeno disuelto , amonio , nitrato , SAC, turbidez . Un sistema de sensor digital también consta del sensor en sí, un cable y un transmisor. Las diferencias con los sistemas de sensores analógicos son: a) El sensor tiene un chip electrónico. La señal de medición se convierte directamente en una señal digital dentro del sensor. La transmisión de datos a través del cable también es digital. Esta transmisión de datos digitales no es sensible a la longitud, resistencia o impedancia del cable y no está influenciada por el ruido electromagnético. Se pueden utilizar cables estándar. b) La conexión entre sensor y cable puede realizarse sin contacto y mediante acoplamiento inductivo. La humedad y la corrosión relacionada ya no son un problema. Los cables de fibra óptica alternativos también pueden ser una opción para conexiones largas o electromagnéticamente hostiles. c) El sensor se puede calibrar aparte del sistema.
Referencias
- H. Galster: pH-Messung, VCH Verlagsgesellschaft mbH, ISBN 3-527-27836-2
- CH Hamann, W. Vielstich: Elektrochemie I, Verlag Chemie, ISBN 3-527-21039-3
- Schröter / Lautenschläger / Bibrack: Taschenbuch der Chemie, Verlag Harri Deutsch , ISBN 3-8171-1472-9
- U. Tietze, cap. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag, ISBN 978-3-642-01621-9