I. مقدمه
در اتوماسیون صنعتی و سیستم های کنترل، فرستنده ها و سنسورها هر دو جزء ضروری هستند. اگرچه هر کدام نقش مهمی در سیستم دارند، اما تفاوت های قابل توجهی بین آنها از نظر عملکرد، ساختار و کاربرد وجود دارد. هدف این مقاله بررسی تفاوتهای بین فرستندهها و حسگرها است تا به خوانندگان کمک کند تا این دو مؤلفه کلیدی را بهتر درک کنند و به کار گیرند.
II. نمای کلی سنسورها
تعریف: حسگر وسیله یا دستگاهی است که قادر است یک کمیت اندازه گیری شده مشخص را تشخیص داده و طبق قانون خاصی آن را به سیگنال قابل استفاده تبدیل کند. معمولاً از یک عنصر حسگر و یک مبدل تشکیل شده است، اطلاعات مربوط به کمیت اندازه گیری شده را تشخیص می دهد و طبق یک قانون خاص آن را به سیگنال الکتریکی یا سایر فرم های خروجی مورد نیاز تبدیل می کند.
طبقه بندی: حسگرها را می توان به روش های مختلفی بر اساس کمیت فیزیکی اندازه گیری شده و اصول عملکرد آنها طبقه بندی کرد. روشهای طبقهبندی متداول شامل طبقهبندی بر اساس کمیت فیزیکی مورد اندازهگیری (به عنوان مثال، دما، فشار، سرعت جریان، و غیره) و بر اساس اصل عملکرد (به عنوان مثال، الکترومغناطیسی، فوتوالکتریک، و غیره) است.
عملکرد: وظیفه اصلی یک حسگر تبدیل کمیتهای فیزیکی غیرالکتریکی به سیگنالهای الکتریکی برای تسهیل عملیاتی مانند انتقال، پردازش، ذخیرهسازی، نمایش، ضبط و کنترل است. این به عنوان اولین مرحله حیاتی در دستیابی به تشخیص خودکار و کنترل خودکار عمل می کند.
III. مروری بر پایه فرستنده ها
تعریف: فرستنده هایی که از حسگرها تکامل یافته اند. هر سنسوری که قادر به خروجی سیگنال استاندارد باشد فرستنده نامیده می شود. سیگنال استاندارد سیگنالی است که شکل و دامنه کمیت های فیزیکی آن مطابق با استانداردهای بین المللی باشد. وظیفه اصلی یک فرستنده تبدیل سیگنال الکتریکی غیر استاندارد توسط یک حسگر به یک سیگنال الکتریکی استاندارد است که انتقال و دریافت/پردازش از راه دور توسط ابزارهای ثانویه را تسهیل می کند.
طبقه بندی: فرستنده ها را می توان بر اساس نوع سیگنال خروجی به دو نوع تقسیم کرد: خروجی-جریان و ولتاژ-خروجی. فرستندههای خروجی-جریان به عنوان منابع جریان ثابت عمل میکنند و برای انتقال-از راه دور مناسب هستند. فرستندههای ولتاژ-خروجی بهعنوان منابع-ولتاژ ثابت عمل میکنند و برای انتقال از مسافت کوتاه-و برنامههایی که شامل چندین ابزار متصل به صورت موازی هستند، مناسب هستند. علاوه بر این، فرستنده ها را می توان بر اساس منبع انرژی مورد استفاده به انواع پنوماتیک و الکتریکی طبقه بندی کرد.
اصل عملیات: فرستنده ها بر اساس اصل بازخورد منفی کار می کنند و در درجه اول از یک بخش اندازه گیری، یک تقویت کننده و یک بخش بازخورد تشکیل شده اند. بخش اندازه گیری متغیر اندازه گیری شده را شناسایی می کند و آن را به سیگنال ورودی تبدیل می کند که می تواند توسط تقویت کننده پذیرفته شود. تقویت کننده سیگنال ورودی را با سیگنال بازخورد مقایسه می کند و آن را تقویت می کند. بخش بازخورد سیگنال خروجی فرستنده را به سیگنال بازخورد تبدیل می کند و آن را به انتهای ورودی باز می گرداند.
IV. تفاوت بین فرستنده و سنسور
تفاوت های عملکردی:
حسگر: وظیفه اصلی آن تبدیل کمیتهای فیزیکی غیرالکتریکی به سیگنالهای الکتریکی است و در نتیجه تشخیص و تبدیل سیگنال را ممکن میسازد.
فرستنده: بر اساس حسگر، سیگنال های الکتریکی غیر استاندارد را به سیگنال های الکتریکی استاندارد تبدیل می کند تا انتقال و دریافت/پردازش از راه دور توسط ابزارهای ثانویه تسهیل شود.
تفاوت های ساختاری:
سنسور: معمولاً از یک عنصر حسگر و یک عنصر تبدیل، با ساختار نسبتاً ساده تشکیل شده است.
فرستنده: علاوه بر عنصر حسگر و عنصر تبدیل موجود در سنسور، شامل ساختارهای مدار پیچیده مانند تقویت کننده ها و بخش های بازخورد می باشد.
تفاوت در استفاده:
سنسور: معمولاً در تماس مستقیم با جسم اندازه گیری شده برای دریافت سیگنال خام قرار می گیرد.
فرستنده: معمولاً همراه با سنسور، دریافت سیگنال خروجی سنسور و تبدیل و پردازش آن استفاده می شود.
تفاوت در خروجی سیگنال:
سنسور: سیگنال های الکتریکی غیر استاندارد مانند سیگنال های آنالوگ یا دیجیتال را خروجی می کند.
فرستنده: سیگنال های الکتریکی استاندارد مانند سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر یا سیگنال ولتاژ 1-5 ولت را خروجی می دهد.
تفاوت در سناریوهای کاربردی:
سنسور: به طور گسترده در سیستم های مختلف اندازه گیری و کنترل، مانند اندازه گیری مقادیر فیزیکی مانند دما، فشار و جریان استفاده می شود.
فرستنده: معمولاً در شرایطی استفاده می شود که سیگنال های حسگر باید به سیگنال های استاندارد برای انتقال و پردازش از راه دور تبدیل شوند، مانند اتوماسیون صنعتی و سیستم های اتوماسیون ساختمان.
V. خلاصه
فرستنده ها و سنسورها هر دو نقش مهمی در اتوماسیون صنعتی و سیستم های کنترل دارند. حسگرها به عنوان منبع سیگنال، مقادیر فیزیکی غیرالکتریکی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند. فرستنده ها، بر اساس خروجی سنسور، سیگنال های الکتریکی غیر استاندارد را بیشتر به سیگنال های الکتریکی استاندارد تبدیل می کنند تا انتقال و دریافت/پردازش از راه دور توسط ابزارهای ثانویه را تسهیل کنند. با درک کامل تفاوتهای بین این دو و سناریوهای کاربردی آنها، میتوانیم این دو جزء کلیدی را برای بهبود پایداری و قابلیت اطمینان بهتر انتخاب و استفاده کنیم.