Разрешающая способность характеризует минимальное изменение измеряемой величины, которое может почувствовать датчик. При непрерывном изменении внешнего воздействия в пределах диапазона измеряемых значений выходные сигналы датчиков не будут всегда абсолютно гладкими, даже при отсутствии шумов. На них всегда будут видны небольшие ступеньки. Особенно отчетливо это видно в потенци-ометрических датчиках, инфракрасных датчиках контроля территории с сетчатой маской и других устройствах, в которых выходные сигналы меняются только при определенных изменениях внешних воздействий. В дополнение к этому при преобразовании любого сигнала в цифровой код происходит его разбивка на маленькие ступеньки, каждой из которых приписывается конкретное значение. Величина изменения входного сигнала, приводящая к появлению минимальной ступеньки на выходном сигнале датчика при определенных условиях, называется его разрешающей способностью. Например, для инфракрасного датчика контроля территории можно дать следующее определение разрешающей способности: «разрешающая способность — возможность обнаружения объекта на расстоянии 5 м при его перемещении на 20 см». Для проволочного потенциометрического датчика, используемого для измерения углов, разрешающая способность — это минимальный угол, равный, допустим, 0.5°. Иногда разрешающая способность определяется в процентах от полной шкалы FS (максимального значения входного сигнала). Например, для датчика измерения углов, у которого полный диапазон измеряемых значений равен 270°, разрешающую способность 0.5° можно представить как 0.181% от FS. Следует отметить, что размер ступени может меняться внутри диапазона измеряемых значений, поэтому, как правило, разрешающая способность определяется либо как средняя, либо как наихудшая величина. Разрешающая способность датчиков с цифровыми выходными сигналами часто задается числом бит слова данных. Например, в описании может быть информация, что разрешение датчика равно 8 бит. Отсюда можно получить либо полный диапазон входных сигналов, либо оценить величину младшего значащего разряда (МЗР). Если на выходном сигнале не удается определить различимых ступеней, говорят, что датчик обладает бесконечно большим разрешением. Термин «бесконечное разрешение» является ошибочным.
Специальные характеристики
Для некоторых датчиков необходимо указывать специальные характеристики входных сигналов. Например, для детекторов освещенности такой характеристикой является его чувствительность в пределах ограниченной оптической полосы. Следовательно, для таких датчиков необходимо определять спектральные характеристики.
Выходной импеданс
Выходной импеданс Zoutявляется характеристикой, указывающей насколько легко датчик согласовывается с электронной схемой. Сопротивление, соответствующее выходному импедансу датчика, подключаются параллельно сопротивлению, характеризу-
2.15. Сигнал возбуждения 45
юшему входной импеданс электронной схемы Z , (потенциальное соединение) или последовательно с ним (токовое соединение). Оба варианта соединений показаны на рис. 2.8. Обычно входные и выходные импедансы представляются в комплексном виде, поскольку они, как правило, включают в себя активные и реактивные компоненты. Для минимизации искажений выходного сигнала датчик с токовым выходом (рис. 2.8Б) должен иметь максимально возможный выходной импеданс, а его интерфейсная схема — минимальный входной импеданс. В случае потенциального соединения (рис. 2.8А) датчику следует иметь низкий выходной импеданс, а интерфейсной схеме — высокий входной.
Рис. 2.8 Соединение датчика с интерфейсной схемой А — датчик с выходным сигналом в виде напряжения, Б — датчик с токовым выходом
Сигнал возбуждения
Сигнал возбуждения — это электрический сигнал, необходимый активному датчику для работы. Сигнал возбуждения описывается интервалом напряжений и/или тока. Для некоторых типов датчиков также необходимо указывать частоту сигнала возбуждения и его стабильность. Выход сигнала возбуждения за приведенные пределы может привести к изменению передаточной функции датчика, и, следовательно, к искажению выходного сигнала. Приведем пример описания сигнала возбуждения:
Максимальный ток, протекающий через термистор:
В воздухе без возмущений:..... 50 мкА,
В воде: ........................................ 200 мкА.