數(shù)字傳感器與模擬傳感器不同，模擬傳感器的輸出值是一個在整個輸出范圍內(nèi)連續(xù)變化的值，而數(shù)字傳感器的輸出值只有兩種，非 “0”即“1”。輕觸開關(guān)就是數(shù)字傳感器的一個簡單的事例，沒有被按下時，一般是一個阻抗無窮大的開路電路;按下之后，則變成一阻抗為零的短路電路。

     數(shù)字傳感器及由數(shù)字信號驅(qū)動的激勵器的應(yīng)用很廣泛，幾乎所有現(xiàn)實中的變量測量中都可以找到數(shù)字傳感器的應(yīng)用，它的數(shù)字輸出有多種格式，這里首先根據(jù)輸出信號和電路接口的類型對數(shù)字傳感器分類，然后指出在選擇與傳感器接口的數(shù)字I/O模塊時應(yīng)注意的一些問題。

　　 在將數(shù)字傳感器與數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備對接時，必須考慮一些可能影響接口性能的關(guān)鍵因素。

　　 數(shù)字傳感器分類

　　 隨著技術(shù)的進步，市場上出現(xiàn)了多種復(fù)雜的數(shù)字傳感器，目前傳感器已經(jīng)能夠產(chǎn)生一長串的開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，使用這些傳感器時，輸出脈沖序列的頻率特性，使得連續(xù)測量變?yōu)榭赡堋?/P>

     圖1按照傳感器輸出的驅(qū)動信號的信號特征對傳感器進行分類(有5種），其中，45%的數(shù)字傳感器是以數(shù)字線的開關(guān)狀態(tài)表征輸出，35 %以輸出信號的頻率表征輸出，12 %則是以輸出信號的占空比來表征輸出，另有6%以時間間隔表征，2%以脈沖數(shù)表征。 

　　 在選擇捕獲傳感器數(shù)據(jù)所需的工業(yè)數(shù)字模塊時，能夠表達傳感器測量結(jié)果的信號特征是個需要考慮的選擇參數(shù)。在決定所選擇的數(shù)字I/O模塊中是否需要計數(shù)器時，這一參數(shù)尤其重要。

      吸入和泵出的概念與用來完成操作的元件無關(guān)(不論元件還是晶體管、機械繼電器還是其它)。這一概念對任何DC電路都適用，用于實現(xiàn)這一電路的元件可以有多種選擇。

　　 2線傳感器及3線傳感器

　　 這種傳感器與數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備串聯(lián)，當傳感器未被激活時，它只吸收一個操作電流，這一電流值等于傳感器的關(guān)態(tài)泄漏電流，也稱之為殘余電流。工業(yè)環(huán)境中，這些2線傳感器一般直接連接到電機，以及類似電機的低阻設(shè)備。

　　 如果傳感器所需的殘余電流高于數(shù)字I/O模塊能夠提供的電流，那問題就出現(xiàn)了。這時數(shù)字I/O模塊可能會因為傳感器吸收的電流高于它準備提供的電流而錯誤地將關(guān)態(tài)檢測為開態(tài)。工業(yè)應(yīng)用中的大多數(shù)2線傳感器的關(guān)態(tài)泄漏電流或殘余電流都不高于1.7毫安。

　　 與關(guān)態(tài)類似，傳感器要維持開態(tài)也需要一個電流，這就是保持電流(minimum holding current)，其值通常在3毫安到20毫安之間。如果數(shù)字I/O模塊不能吸收或提供該電流，那么傳感器將無法正常工作。

　　 3線傳感器并不直接通過數(shù)字輸出線獲取能量，而是從一個激勵終端獲取能量，某些廠商也將這種傳感器叫做線路驅(qū)動傳感器。這類傳感器從數(shù)字I/O模塊處吸收的電流叫做負荷電流，通常為20毫安左右。

　　 數(shù)字傳感器驅(qū)動電路

　　 按照實現(xiàn)傳感器輸出的電子元件分類。驅(qū)動數(shù)字傳感器輸出的電子元件通常有三種：機械繼電器、晶體管及雙向FET器件。

　　 機械繼電器是一種電磁器件，閉合觸點時能夠接通電路，斷開觸點時能夠切斷電路。這種器件能夠承受高壓下的電流負載。機械繼電器屬于低速器件一般用在以線路狀態(tài)表征輸出結(jié)果的傳感器中。此器件出現(xiàn)的問題是觸點老化和阻抗增大，它的觸點的壽命由電流負荷和工作頻率決定。與計數(shù)器或者數(shù)字I/O模塊連接時，機械繼電器有時會由于觸點反彈而輸出不確定結(jié)果。

　　 晶體管是用于控制DC電流的固態(tài)器件，有NPN型和PNP型，通常在低直流電源的傳感器中用作輸出開關(guān)。圖2給出了一個NPN型集電極開路晶體管。

     雙向FET器件是以一種叫做雙向FET輸出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。該結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點，重要的是它能夠直接與TTL和 CMOS電路接口，具有關(guān)態(tài)泄漏電流低和響應(yīng)速度快的特性。FET的意思是場效應(yīng)晶體管，它是一種適合于用作數(shù)字傳感器輸出的器件，因為其工作特性接近理想模型。

     在選擇數(shù)字I/O模塊時，我們必須回答以下三個問題：
          1．傳感器輸出的數(shù)字信號的什么特征能夠表征傳感器的測量結(jié)果？從列表1你就能選擇一組數(shù)字I/O模塊。 
          2．傳感器的輸出是吸入型輸出還是泵出型輸出？表1同樣也提供了一組根據(jù)吸入和泵出能力分類的NI數(shù)字I/O板，如你所采用的傳感器是吸入型輸出，那么你就需要選擇一塊泵出型輸入的I/O板，反之亦然。
         3．用來實現(xiàn)傳感器輸出的是什么元件？現(xiàn)在我們可能就需要考慮傳感器的關(guān)態(tài)泄漏電流和開態(tài)保持電流。比較表2中傳感器的規(guī)格和數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備的規(guī)格，就能選出比較適合你傳感器的數(shù)字I/O設(shè)備。