Definitie van digitale instrumenten
Een digitaal instrument is een apparaat dat de waarde van een gemeten grootheid weergeeft in de vorm van cijfers. Het werkt volgens het principe van quantisatie – het proces van het omzetten van een continu ingangssignaal in een tellbaar uitgangssignaal.
Digitale instrumenten hebben een relatief complexe structuur en zijn over het algemeen duurder. Ze verbruiken echter aanzienlijk minder energie vergeleken met analoge instrumenten. Voorbeelden zijn digitale multimeters, digitale voltmetertjes en digitale frequentiemeters.
Belangrijke kenmerken van digitale instrumenten
Digitale instrumenten vertonen de volgende belangrijke eigenschappen:
Hoog meetnauwkeurigheid.
Gevoelige componenten die gemakkelijk beïnvloed worden door omgevingstemperatuur en -vochtigheid.
Hoge ingangsweerstand, wat resulteert in minimale stroomafname.
Lagere draagbaarheid.
Hoger kosten.
Vrij van parallaxfouten: In tegenstelling tot analoge instrumenten, die een wijzer gebruiken om gemeten waarden aan te geven (wat kan leiden tot potentiële parallaxfouten), tonen digitale instrumenten de resultaten direct op een scherm, waardoor dergelijke fouten verminderd worden.
Opbouw van digitale instrumenten
De structuur van een digitaal instrument wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Belangrijke componenten van digitale instrumenten
Digitale instrumenten bestaan uit drie kerncomponenten: transducers, signaalmodificatoren en weergaveapparatuur.
Transducer: Zet niet-elektrische of fysieke grootheden (bijv. temperatuur, verschuiving) om in meetbare elektrische grootheden (zoals spanning of stroom). Merk op dat transducers overbodig zijn wanneer de invoer al elektrisch is.
Signaalmodificator: Versterkt zwakke ingangssignalen om ervoor te zorgen dat ze effectief kunnen worden verwerkt.
Weergaveapparaat: Presenteert de gemeten grootheid in numerieke vorm. Lichtgevende dioden (LEDs) of vloeistofkristaldisplay's (LCDs) worden hiervoor vaak gebruikt.
Voordelen van digitale instrumenten
Waardebepalingen worden numeriek weergegeven, wat menselijke fouten minimaliseert.
Digitale uitvoer kan rechtstreeks worden doorgestuurd naar opslagapparatuur (bijv. floppy disks), recorders of printers.
Lager energieverbruik in vergelijking met analoge instrumenten.
Nadelen van digitale instrumenten
Beperkte overbelastingscapaciteit.
Temperatuurgevoeligheid: Delicate interne componenten worden gemakkelijk beïnvloed door atmosferische omstandigheden (bijv. vochtigheid, stof).
Meer gevoelig voor ruisinterferentie dan analoge instrumenten.
Ondanks deze nadelen blijven digitale instrumenten wijdverspreid gebruikt in meettoepassingen.
