Aktiver vs. passiver Wandler: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Aktive Transducer benötigen eine externe Stromquelle, während passive Transducer ihre Leistung ohne eine erzeugen.
2. Aktive Wandler liefern eine Ausgabe in Form von Spannung oder Strom, während passive Wandler eine Widerstands-, Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung erzeugen.
3. Aktive Transducer haben ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis als passive Transducer.

Was ist ein aktiver Transducer?

Aktive Wandler benötigen eine externe Stromquelle, um eine Energieart in eine andere umzuwandeln, und können in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Soundsystemen und medizinischer Bildgebung. Elektrische Signale werden in mechanische Bewegung, Wärme, Licht oder Schall umgewandelt.

Aktive Wandler nutzen ein elektrisches Signal, um eine physikalische Änderung herbeizuführen, beispielsweise eine Änderung des Drucks, der Temperatur oder der Frequenz. Das Signal wird entweder verstärkt oder reduziert, bevor es an den Wandler angelegt wird.

Aktive Standardwandler umfassen elektromechanische Wandler, Thermistoren und piezoelektrische Wandler.

Thermistoren sind temperaturempfindliche Wandler, die elektrische Signale in Temperaturänderungen umwandeln. Sie werden in Temperaturkontrollsystemen wie Thermostaten eingesetzt. Piezoelektrische Wandler transformieren die Übertragung elektrischer Signale wie z Ultraschall in mechanische Schwingungen. Diese Wandler werden häufig in der medizinischen Bildgebung verwendet, da sie Schallwellen erzeugen können, um ein Bild eines inneren Organs zu erstellen.

Elektrische Signale werden über elektromechanische Wandler in mechanische Bewegungen umgewandelt, beispielsweise das Drehen eines Motors oder das Öffnen eines Ventils. Diese Wandler werden in Soundsystemen eingesetzt, um elektrische Signale in Schallwellen umzuwandeln.

Aktive Wandler sind unglaublich anpassungsfähig und werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Sie sind auch recht einfach zu bedienen und zu warten, was sie zu einer ausgezeichneten Wahl für viele Anwendungen macht.

Was ist ein passiver Wandler?

Ein passiver Wandler ist ein Gerät, das Energie ohne Verwendung einer externen Stromquelle von einer Form in eine andere umwandelt. Es ist ein Gimmick, das physikalische Größen wie Temperatur, Druck, Kraft und Weg messen kann, ohne eine externe Stromquelle zu benötigen. 

Passive Wandler messen die physikalischen Eigenschaften eines Systems oder einer Umgebung. Dehnungsmessstreifen sind die häufigste Art von passiven Aufnehmern. Ein Dehnungsmessstreifen ist ein Gerät, das die Dehnung (Verformung) eines Objekts oder Materials misst. Es umfasst einen kurzen Streifen aus Metall oder anderem Material, der an dem zu messenden Objekt oder Material befestigt wird.

Wenn das Ding oder Material einer Kraft ausgesetzt wird, verformt sich der Streifen und ändert seinen Widerstand, der dann gemessen werden kann. Andere Arten von passiven Wandlern umfassen:

• Thermistoren messen die Temperatur eines Systems oder einer Umgebung.
• Piezoelektrische Wandler messen Kraft oder Druck.
• Optische Sensoren messen die Lichtintensität.  

Passive Wandler werden in industriellen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. zum Schätzen des Drucks eines Gases oder einer Flüssigkeit oder der Temperatur eines Systems, und werden in medizinischen Anwendungen verwendet, wie z. B. zum Zählen der elektrischen Aktivität des Herzens. Sie können die auf eine Struktur wie eine Brücke ausgeübte Kraft oder die Verschiebung eines Objekts messen.

Passive Wandler sind unkomplizierte und robuste Geräte, die zur Verarbeitung keine externe Stromversorgung benötigen. Allerdings ist die Vielfalt der physikalischen Eigenschaften, die sie messen können, begrenzt und ihre Genauigkeit ist geringer als die von aktiven Wandlern.

Unterschied zwischen aktivem und passivem Wandler

1. Aktive Wandler benötigen eine externe Stromquelle, passive Wandler nicht.
2. Aktive Wandler wandeln Energie in elektrische Form um, während passive Wandler Energie in mechanische Form umwandeln.
3. Aktive Wandler benötigen keinen Verstärker, um ihren Signalpegel zu erhöhen, während passive Wandler einen Verstärker benötigen, um ihren Signalpegel zu erhöhen.
4. Aktive Wandler erzeugen ihre Energiequelle, passive Wandler sind jedoch auf externe Energiequellen angewiesen.
5. Aktive Wandler sind komplizierter und teurer als passive Wandler.

Vergleich zwischen aktivem und passivem Wandler

Vergleichsparameter	Aktiver Wandler	Passiver Wandler
Auch bekannt als	Selbsterzeugende Wandler.	Extern erregte Wandler.
Umwandlung (Conversion)	Einfacher	Complex
Generierte Ausgabe	Elektrischer Strom oder elektrische Spannung.	Mengenschwankungen im Zusammenhang mit passiven Elementen
Betriebsenergie	Sie wird von der zu messenden Größe abgeleitet.	Entnommen aus einer externen Stromquelle.
Äußere Energie	Nicht erforderlich	Erforderlich

Bibliographie

1. Druckmessungen in der Mikrozirkulation mit aktiven und passiven Transducern – ScienceDirect
2. Wandler | SpringerLink

Letzte Aktualisierung: 29. Juli 2023