Основні техничні характеристики модуля кисню dis.O2.01:
Напруга живлення: +3 ± 0.3 В
Споживаний струм в робочему стані, не більше: 1500 мкА
Споживаний струм в сплячому стані, не більше: 60 мкА
Діапазон вимірів концентрациії кисню: 0…30 % об.
Похибка перетворення, не більше: 10 %
Час виходу в робочий режим, не більше: 60 сек
Робочий діапазон температури: -30…+50 С
Межповірочний інтервал: 1 рік
Строк служби, не менше: 3 роки
Стантандарти ISO/IEC/IEEE 21451-1 нормують вихідні сигнали і габаритні розміри модулів. Оскільки самі датчики є ЗВТ, з яких, в залежності від поставленої задачі, формується вимірювальна система, то в дальнішому ми будемо розглядати самі датчики, їх параметри, принципи іх побудови.
5.1. Основні поняття
Датчиком часто називають пристрій, що одержує і відповідає на сигнал чи вплив. Наш світ розділений на природні і штучні об'єкти. Природні датчики, які присутні в живих організмах, звичайно відгукуються сигналами, що мають електрохімічний характер; тобто, їхня фізична природа заснована на транспорті іона у волокні нерва (наприклад, оптичний нерв в оператора резервуара з рідиною). У штучних пристроях інформація також передається й обробляється в електричній формі, однак через транспорт електронів. Датчики, що використовуються в штучних системах, повинні мати той же самий мовний формат як і пристрої, з якими вони з'єднуються. Ця мова є електричною по своїй природі і штучні датчики повинні бути здатні до інформаційних відгуків у вигляді переносу електронів, а не іонів.1
Тут використовується більш вузьке визначення датчиків, що може бути сформульоване в такий спосіб: датчик – це пристрій, що одержує вплив і відгукується на нього у виді електричного сигналу.
Термін вплив використовується тут усюди і повинний бути ясно зрозумілий. Вплив – це кількість, властивість чи умова, що сприйнята і перетворена в електричний сигнал. У деяких статтях (наприклад, у [2]) використовують інший термін, вимірювана величина, що має той же самий зміст, однак з наголосом на кількісні особливості сприйняття.
Любий датчик - енергетичний перетворювач. Незалежно від того, що Ви намагаєтеся вимірити, Ви завжди маєте справу з переходом енергії від об'єкта виміру до датчика.
Процес сприйняття - специфічний випадок інформаційної передачі, і будь-яка передача інформації вимагає передачі енергії. Звичайно, не можна дивуватися очевидним фактом, що передача енергії може текти в обох напрямках — вона може бути як з позитивним знаком так і з негативним; тобто, енергія може текти або від об'єкта до датчика чи від датчика до об'єкта. Особливий випадок коли енергія не передається, і це також несе інформацію про існування такого специфічного випадку.
Термін датчик потрібно відрізнити від терміна перетворювач. Останній – конвертер від одного типу енергії в іншій, тоді як перший перетворить будь-який тип енергії в електричну. Приклад перетворювача - гучномовець, що перетворює електричний сигнал у змінне магнітне поле і, згодом, в акустичні хвилі. Тут немає нічого, зв'язаного з сприйняттям чи відчуттям. Перетворювачі можуть використовуватися як збудники в різних системах. Збудник може бути описаний як протилежність датчика — він перетворює електричний сигнал у неелектричну енергію. Наприклад, електродвигун збудник — він перетворює електроенергію в механічну дію.
Перетворювачі можуть бути частинами складних датчиків (рис. 16). Наприклад, хімікат у датчика може бути частиною, що перетворює енергію хімічної реакції в теплоту (перетворювач) і інша частина, термобатарея, що перетворює теплоту в електричний сигнал. Комбінація цих двох частин є хімічним датчиком, що виробляє електричний сигнал у відповідь на хімічну реакцію. У вищезгаданому прикладі, хімічний датчик – це складний датчик; який складається з перетворювача й іншого датчика (теплоти). Це говорить про те, що багато датчиків містять у собі принаймні один прямий датчик і багато перетворювачів.
Рис. 16. Датчик може включати кілька перетворювачів. e1, e2, і так далі з різними типами енергії. Остання частина - безпосередньо датчик.
Прямі датчики – це ті, котрі використовують такі фізичні ефекти, що здійснюють пряме енергетичне перетворення в генерацію електричних сигналів чи їхню модифікацію. Приклади таких фізичних ефектів - фотоефект і термоелектричний ефект. Цікаво відзначити, що гучномовець, коли його зв'язати з входом підсилювача, може функціонувати як мікрофон. У цьому випадку, він стає акустичним датчиком.
Таким чином, є два типи датчиків: прямі і складні. Прямий датчик перетворює вплив в електричний сигнал чи змінює електричний сигнал при використанні відповідного фізичного ефекту, тоді як складний датчик крім того має потребу в одному чи більше перетворювачів енергії перед тим як можна буде використовувати прямий датчик для генерації електричного вихідного сигналу.