تفاوت سنسور دیجیتال و آنالوگ چیست؟

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، استفاده از سنسور‌ها به ویژه در صنعت و برای فرایند کنترل مساله‌ای حیاتی محسوب می‌شود. یک سیگنال آنالوگ مقداری پیوسته در زمان است که نوعی از اطلاعات را منتقل می‌کند. سیگنال‌های دیجیتال برخلاف سیگنال‌های آنالوگ سیگنال‌های گسسته هستند و مقادیر محدودی را چه از نظر زمان و چه از نظر مقدار در بر می‌گیرند. از نظر ریاضی می‌توان گفت که این سیگنال‌ها تنها از صفر و یک تشکیل شده اند.

کار کردن با ابزار‌های الکترونیک به معنی سر و کار داشتن با هر دو سیگنال آنالوگ و دیجیتال است، چرا که ورودی و خروجی آن‌ها به نوعی با دنیای طبیعی و آنالوگ در تعامل بوده، اما اغلب ریزپردازنده ها، کامپیوتر‌ها و … دیجیتال هستند.

سیگنال ­های آنالوگ:

این نوع سیگنال­‌ها در طول زمان به صورت مرتب تغییرات پیوسته دارند و یا به عبارت دیگر یعنی هیچ­گاه بصورت ناگهانی تغییر نخواهند کرد.

سیگنال­‌های دیجیتال:
تمامی سیگنال‌های موجود در طبیعت، ذاتا آنالوگ بوده و سیگنال‌های دیجیتال طراحی و ساخت بشر می­ باشند و به طور جداگانه شخصیت مستقلی ندارند. این نوع سیگنال ­ها، گسسته در زمان بوده و مقادیر آن بصورت اعدادی فاصله دار از یکدیگر می ­باشد.


سنسور‌های آنالوگ و دیجیتال:
سنسور‌ها در گذشته از نوع آنالوگ بودند، اما امروزه هر چه بیشتر از سنسور‌های دیجیتال استفاده می‌شود.
سنسور‌های دیجیتال جایگزین مدرنی برای سنسور‌های آنالوگ هستند. حال این سوال مطرح است که چرا با وجودی که سنسور‌های آنالوگ به اطمینان و دقت بالا شناخته می‌شوند، روز به روز بر تعداد سنسور‌های دیجیتال معرفی شده در بازار افزوده می‌شود.

سنسور‌ها معمولا بخشی از یک زنجیره هستند. این زنجیره شامل خود سنسور، یک کابل و یک فرستنده است. در سیستم‌های آنالوگ سنتی سنسور مقادیر اندازه گیری شده را به سیگنال‌های آنالوگ تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها توسط کابل به فرستنده متصل شده اند و فرستنده آن‌ها را در فرمتی که قابل خواندن باشد ارسال می‌کند.

سنسور‌های دیجیتال نیز همچون سنسور‌های آنالوگ بخشی از زنجیره کابل، فرستنده و خود سنسور هستند. اما آنچه این سنسور‌ها را با سنسور‌های آنالوگ متفاوت می‌سازد وجود یک تراشه الکترونیکی است که مقادیر اندازه گیری شده را مستقیما به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند. انتقال داده‌ها توسط کابل نیز به صورت دیجیتال انجام می‌گیرد.

در واقع سنسور‌های دیجیتال دارای خروجی‌های دیجیتال می‌باشند و سنسور‌های آنالوگ خروجی آنالوگ دارند.

این نکته را باید مد نظر داشت که در بازار ایران و در اصطلاح عام این تقسیم بندی نه براساس روش ارسال داده در سنسورها، بلکه با توجه به نوع داده‌ای که انتقال می‌یابد انجام می‌گیرد. یعنی سنسور‌هایی که کمیت‌های پیوسته‌ای همچون دما را آنالیز می‌کنند به سنسور‌های آنالوگ و آن‌هایی که کمیت‌های گسسته و در اصطلاح صفر و یک _. مانند مگنت‌های در که حالت باز یا بسته دارند_ را آنالیز می‌کنند سنسور‌های دیجیتال می‌نامند.

بر این اساس بخش زیادی از سنسور‌هایی که در بازار به عنوان سنسور آنالوگ موجود هستند، در حقیقت و با توجه به روش ارسال داده دیجیتال می‌باشند.


یک سنسور دیجیتال تنها قابلیت تشخص دو حالت را دارد: یا ۱۰۰ ٪ کار می‌کند یا اصلا کار نمی‌کند.
یک سنسور آنالوگ به طور مداوم متغیر را اندازه می‌گیرد و مقادیر بین ۱۰۰ ٪ و ۰ ٪ را تشخیص می‌دهد. به همین دلیل، اندازه گیری ارائه شده توسط سنسور آنالوگ دقیق‌تر از سنسور دیجیتال است.
برای مثال یک سنسور که دمای بین ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد را می‌خواهد اندازه گیری کند در نظر بگیرد:

- یک سنسور دیجیتال تنها می‌تواند دمای اندازه گیری شده بیش از ۵۰ درجه سانتی گراد با عدد ۱ و یا دمای کمتر از ۵۰ درجه سانتیگراد را با عدد ۰ نمایش دهد، ولی یک سنسور آنالوگ می‌تواند فواصل دمایی کوتاه را با وضوح بالا (تقریبا ۰/۱ درجه سانتی گراد) اندازه گیری کند.


مزایا و معایب
همانطور که پیش از این اشاره شد، به دلیل ماهیت پیوسته سیگنال‌های آنالوگ سنسور‌های آنالوگ از دقت و درجه اطمینان بالایی برخوردارند، اما به جز این مزیت ها، این سیستم دارای چهار اشکال عمده می‌باشد.
رطوبت و خوردگی اتصال دهنده‌ها در این سیستم به سادگی می‌تواند محتوای سیگنال ارسالی را تحت تاثیر قرار داده و آن را تحریف کند.
نوع کابل مورد استفاده در این سیستم بسیار با اهمیت بوده و این کابل‌ها باید دارای کیفیت بالایی باشند تا بتوانند سیگنال‌ها را از تغییر در اثر تداخل‌های الکترومغناطیسی حفظ کنند.
در این روش سنسور‌ها تنها زمانی می‌توانند سنجش و تنظیم شوند که به طور کامل نصب شده باشند چرا که تاثیرات کابل از قبیل: طول و مقاومت آن حتما باید مد نظر قرار گیرد. طول کابلی که در این سیستم می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد محدود می‌باشد.

سنسور‌های دیجیتال دارای مزایای بسیاری می‌باشند، از جمله کاهش هزینه‌های سیم کشی و امکان استفاده از کابل‌های طولانی، همچنین در این سیستم چند سنسور می‌توانند به طور همزمان از یک کابل استفاده کنند. تداخل الکترومغناطیسی دیگر بر آن موثر نیست و از کابل‌های استاندارد معمولی می‌توان استفاده نمود. در این سیستم سنسور‌ها جدا از سیستم هم می‌توانند سنجش شوند. امکان قطع و وصل کردن ناگهانی سنسور از سیستم بدون اینکه کل مجموعه را تحت تاثیر قرار دهد وجود دارد.

همچنین می‌توان سنسور‌ها را بدون نیاز به تغییر برنامه ریزی سیستم با سنسور‌های دیگری جایگزین کرد. تکنولوژی دیجیتال همچنین امکان نظارت بر سنسور‌ها و آگاهی از خرابی‌های احتمالی را را فراهم کرده است.