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          如何在工業應用中使用信號調節器,不同輸入信號特性?

          發表時間:2021-07-26 17:19【 閱讀量:-

          信號調節器.png

            什么是信號調節器?


            信號調節器旨在為電路的下一級或另一個傳感器儀器系統調整輸入信號。信號調節器用于濾除噪聲,增加低電平信號的幅度,并從一個單元轉換到另一個單元。


            輸入信號通常是模擬的。這些模擬信號代表溫度和壓力等物理值。這些信號電平小到足以被檢測到。但是,當儀表電路無法看到這些信號電平時,可能會丟失有意義的數據。此外,噪聲水平也會影響這些小值信號,減少有價值的信息。


            儀器系統使用具有不同輸入信號特性的傳感器來收集物理變量。信號調節器使輸入信號、輸入傳感器和電子元件兼容并協同工作。


            信號調節器和數據采集系統(DAQ)


            信號調節器不能用作任何應用程序的獨立組件。相反,它們被用作信號處理系統的一部分,例如數據采集系統(DAQ)。


            成功實施DAQ系統需要正確的信號調節器規范。


            數據采集系統用于處理傳入的物理值信號,例如溫度和壓力,以進行實時處理。DAQ系統由許多子系統組成,包括信號調節器。


            信號調節器為DAQ執行許多功能,可分為以下幾類:


            ·放大

            ·篩選

            ·隔離

            ·線性化


            數據采集系統中的噪聲源


            噪聲信號是數據采集中不需要的信號電平,它會改變原始信號并破壞有價值的數據。噪聲在幾乎所有具有不同來源的測量系統中都很常見。讓我們來看看數據采集環境中一些熟悉的噪聲源。


            現場接線是DAQ系統中常見的噪聲源。在導體中運行的交流信號會在其周圍產生磁場。當附近的電路或任何其他攜帶信號的導體接近該導體時,磁場會使原始信號失真,這稱為噪聲。磁場產生的噪聲稱為電磁干擾(EMI)。EMI可以通過導體傳輸,例如電纜和任何物理路徑。EMI也可以通過輻射傳播而沒有任何物理方向。


            電磁線圈是DAQ系統中EMI的來源。當施加電流時,螺線管線圈在線圈中產生磁場。這些磁場還會在DAQ系統中引起噪聲。

          信號版.jpg

            另一種類型稱為射頻干擾(RFI)。RFI是電路或導體在電信號快速變化時發出的電磁輻射。電機和VFD也可能是有害噪音的來源。電力電纜、電機和VFD也是附近電子和電氣組件的噪聲源。


            電機頻繁開啟和關閉。這種頻繁的開關模式會產生突然的電流浪涌,從而產生噪聲。VFD也是一個重要的噪聲源,EMI是在整流級產生的。整流器將輸入的交流電壓轉換為直流電壓。整流過程會產生諧波,會產生大量噪聲。


            另一個突出的噪聲源是不正確的接地。接地是一個相互連接的回路,其電位與電路系統中的電源不同。電流在電路中的元件之間流動需要電位差。如果未按照設計規范建立接地,電路讀數將變得不穩定,從而導致輸出中出現明顯噪聲。


            糾正噪音問題


            如上所述,可能存在許多噪聲源,包括功能組件或系統。消除噪聲是保護用戶數據所必需的。為此,使用了專門的技術和組件。讓我們看看一些阻止噪聲的方法。


            防噪音接線


            使用屏蔽電纜、雙絞線等抗噪聲電纜可以減少噪聲的影響。


            在屏蔽電纜中,承載信號的導體被標準屏蔽層包圍。屏蔽層可以是編織的、螺旋設計的或鍍金屬的箔。這種保護可最大限度地減少來自周圍噪聲源的噪聲耦合。對于高噪聲環境,可以增加屏蔽的數量。


            在雙絞線中,一對電線相互纏繞在一起,通常用于磁噪聲。雙絞線消除了噪音的影響。當電纜暴露在噪音中時,兩條線將收到相同數量的噪音。由于使用雙絞線,其中一根線中的噪聲方向與該對中另一根線中的噪聲方向相反。相反的方向抵消了噪聲而不影響原始信號。


            正確接地


            接地不當是數據采集系統中常見的噪聲源。電路中的地是參考電位電壓,在大多數情況下它通常是0伏。課程中的所有組件都連接到同一地面。


            如果沒有安裝地線或者Ant組件到地線斷開,噪聲會很快進入通過組件和線傳輸的原始信號。


            痕跡


            布線是消除噪音的另一個重要因素。如果仔細選擇,它可以實現低噪音和高吞吐量。


            敷設電纜時,不得將低壓電纜與載有交流電和其他高頻噪聲源(如電機、逆變器)的線路混在一起。這是通過為它們使用單獨的管道來完成的。這些電纜還需要避免與其他電線重疊和平行。


            制造商推薦


            在安裝電氣或電子組件時,制造商會提供有關組件的最佳使用和應用以及噪聲消除因素的建議。這些建議告知用戶電纜選擇、運行電纜距離以及任何有助于降低噪聲影響的附加組件。

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