隨著數(shù)字化技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛的滲透,對(duì)信號(hào)的檢測(cè)、控制和處理,必然進(jìn)入數(shù)字化階段。原來(lái)利用模擬式傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),然后由微機(jī)和其他數(shù)字設(shè)備處理,雖然是一種很簡(jiǎn)單和有用的方法,但由于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度受到參考電壓精度的限制而不可能很高,系統(tǒng)的總精度也受到限制。如果有一種傳感器能直接輸出數(shù)字量,那么,上述的精度問(wèn)題就可望得到解決,這種傳感器就是數(shù)字式傳感器。顯然,數(shù)字式傳感器是一種能把被測(cè)模擬量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的輸出裝置。
數(shù)字式傳感器與模擬式傳感器相比較有以下特點(diǎn):測(cè)量的精度和分辨率更高;抗干擾能力更強(qiáng),穩(wěn)定性更好;易于微機(jī)接口,便于信號(hào)處理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量等等。
目前,常用的數(shù)字式傳感器有四大類:柵式數(shù)字傳感器;編碼器;頻率輸出式傳感器;感應(yīng)同步器式數(shù)字傳感器。
根據(jù)柵式數(shù)字傳感器的工作原理,可分為光柵和磁柵兩種,光柵是由很多等節(jié)距的透光縫隙和不透光的刻線均勻相見(jiàn)排列構(gòu)成的光電器件。按其原理和用途,它又可分為物理光柵和計(jì)量光柵。物理光柵是利用光的衍射現(xiàn)象制造的,主要用于光譜分析和光波長(zhǎng)燈亮的測(cè)量。計(jì)量光柵主要利用莫爾現(xiàn)象,測(cè)量長(zhǎng)度、角度、速度、加速度、振動(dòng)等物理量。計(jì)量光柵按應(yīng)用范圍不同又分為透射光柵和反射光柵兩種,具體制作時(shí)又可制作成線位移的產(chǎn)光柵和角位移的圓光柵。按光柵的表面結(jié)構(gòu),又可分為幅值光柵和相位(閃耀)光柵等。幅值光柵是利用照相復(fù)制工藝加工成柵線與縫隙為黑白相間結(jié)構(gòu),故又稱為黑白光柵。相位光柵的橫斷面呈鋸齒狀,常用刻劃工藝加工。除了上述光柵外,目前還研制了激光全息光柵和偏振光柵等新型光柵。
磁柵是一種磁電轉(zhuǎn)換器,其工作原理類似錄音帶。