處理不同傳感器輸出信號調(diào)理的類型有哪些？(八大類型)
不同類型的信號調(diào)理電路用于處理傳感器輸出。這些電路的選擇基于傳感器和輸出要求。這篇文章主要介紹的是用于不同傳感器和測量的一些重要信號條件類型。
用于處理不同傳感器輸出信號調(diào)理的類型
1.信號變換
信號轉(zhuǎn)換是信號調(diào)理器的重要功能之一。這種類型的信號調(diào)節(jié)電路轉(zhuǎn)換來自傳感器(溫度、壓力、流量、長度、頻率、速度等)的信號。)轉(zhuǎn)換成可用于DAQ系統(tǒng)的標準形式。信號調(diào)節(jié)器能夠?qū)⑷魏蝹鞲衅餍盘栟D(zhuǎn)換成任何標準過程信號。
一些重要的信號轉(zhuǎn)換器包括:
電壓頻率轉(zhuǎn)換器:將電壓作為輸入，并將其轉(zhuǎn)換為線性或非線性頻率輸出。
頻率-電壓轉(zhuǎn)換器:將信號頻率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓電平。
電流電壓轉(zhuǎn)換器:縮放電流輸入，并將其轉(zhuǎn)換為所需的電壓輸出。
脈沖轉(zhuǎn)換器:將旋轉(zhuǎn)脈沖信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并輸出結(jié)果。
稱重傳感器轉(zhuǎn)換器:將來自稱重傳感器的信號轉(zhuǎn)換為電壓/電流并輸出結(jié)果。
電荷轉(zhuǎn)換器:從壓電、電容和其他產(chǎn)生電荷的傳感器獲取電荷輸出信號。然后，它將這些信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流。
2.擴大
顧名思義，放大是一個增加(放大)傳感器輸出信號的過程。對于產(chǎn)生微弱信號的傳感器，信號放大是必要的。例如，來自溫度變化的熱電偶的小電壓很難被滿量程范圍為10V、分辨率為16位的DAQ器件讀取。放大增加了測量分辨率和靈敏度，以匹配DAQ范圍。
3.衰減
衰減是放大的反義詞。在需要數(shù)字化的電壓高于模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器的情況下，這種信號調(diào)理電路非常重要。因此，它會降低信號幅度，以匹配ADC范圍。當被測電壓大于10 V時，衰減是必要的。
4.過濾
濾波去除了可能導(dǎo)致錯誤測量的不需要的噪聲。兩種常見類型的濾波器通常用于消除信號中的噪聲。在信號變化緩慢的情況下，如溫度測量，低通濾波器可去除高頻?？够殳B濾波器將信號帶寬限制在奈奎斯特頻率以上。這種低通濾波器在頻域進行測量時非常有用，例如聲音和振動。
5.激動
熱電偶等無源傳感器無需電源就能產(chǎn)生信號。但是，主動傳感器，如壓力傳感器、加速度計、RTD、應(yīng)變儀等。需要外部電壓或電流激勵。這是控制電子流動和進行測量所必需的。這些有源傳感器通常由信號調(diào)節(jié)器供電。應(yīng)變計等低電阻傳感器采用惠斯通電橋配置，帶有電壓激勵源。
6.隔離
當測量是在一個電位遠離地面的表面上進行時，隔離電路是有用的。電氣隔離可消除輸入線路上的無用信號，防止其傳遞到輸出端。隔離還可以保護操作人員和測量系統(tǒng)免受危險電壓尖峰的影響。
7.冷結(jié)補償
冷結(jié)補償(CJC)是確保熱電偶精確測量所必需的。熱電偶需要這種額外校正的原因是，該器件僅報告感測端與連接端子的另一端之間的相對溫差。為了計算真實溫度，測量連接的絕對溫度很重要。該連接的絕對溫度就是冷接點。CJC通過提供該結(jié)的溫度來進行校正，從而提高測量精度。
8.線性化
在傳感器產(chǎn)生的電壓信號與物理測量值沒有線性關(guān)系的情況下，這種信號調(diào)理電路是必要的。熱電偶也是需要線性化的傳感器的經(jīng)典例子。然而，目前市場上有許多內(nèi)置線性化的熱電偶。這些不需要進一步的信號調(diào)理。
