信號(hào)調(diào)節(jié)器是一種修改傳感器產(chǎn)生的原始模擬輸出信號(hào)并提供傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的基本電路的設(shè)備。這些修改將這些不同的信號(hào)轉(zhuǎn)換為與過程監(jiān)視和控制設(shè)備兼容的信號(hào)。對(duì)于每個(gè)特定的傳感器，信號(hào)調(diào)節(jié)器充當(dāng)激發(fā)、縮放或緩沖現(xiàn)實(shí)世界信號(hào)的接口。信號(hào)調(diào)節(jié)器類型的不同之處在于它們測(cè)量的物理值以及它們的特定功能。

一、根據(jù)物理值測(cè)量的信號(hào)調(diào)節(jié)器類型

1、溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器

溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器與測(cè)量溫度或溫度變化的傳感器兼容。溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器用于放大溫度傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)，濾除噪聲，并將信號(hào)向前推進(jìn)以進(jìn)行進(jìn)一步分析和顯示。

2、熱電偶

熱電偶常用于許多工業(yè)應(yīng)用過程。通常，熱電偶輸出在±80 mV 范圍內(nèi)。由于輸出電壓如此之低，過程監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備很難記錄和顯示原始模擬信號(hào)。溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器放大這些信號(hào)。

在處理熱電偶產(chǎn)生的模擬信號(hào)時(shí)，除了放大之外，信號(hào)調(diào)節(jié)對(duì)于冷端補(bǔ)償也是必要的。當(dāng)熱電偶連接到溫度測(cè)量?jī)x器時(shí)，材料差異會(huì)在稱為“冷端”的接頭處產(chǎn)生電壓，這會(huì)影響熱電偶的實(shí)際輸出，從而給出錯(cuò)誤的結(jié)果。溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器可以補(bǔ)償這種變化。

溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器還對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行線性化，以便熱電偶的輸出電壓與溫度呈線性關(guān)系。

3、熱敏電阻

熱敏電阻是各種工業(yè)應(yīng)用中另一種常用的溫度傳感器。熱敏電阻是有源溫度傳感器，因此需要電流和電壓激勵(lì)。激勵(lì)信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性直接影響傳感器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器還為熱敏電阻提供放大和低通濾波 - 執(zhí)行這些操作來修改信號(hào)，以便數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)字設(shè)備可以輕松讀取它們。

4、RTD

電阻溫度設(shè)備(RTD)是利用電阻變化來計(jì)算溫度的溫度傳感器。RTD 與熱敏電阻一樣，需要激勵(lì)電壓、放大和濾波——所有這些都可以通過溫度信號(hào)調(diào)節(jié)器來執(zhí)行。 RTD 信號(hào)調(diào)節(jié)還可以消除線路電阻、非線性和自愈帶來的不需要的信號(hào)。

5、壓力傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器

壓力傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器與測(cè)量壓力的傳感器 兼容。壓力傳感器的工作原理是監(jiān)測(cè)橋梁所承受的應(yīng)變或應(yīng)力。壓力信號(hào)調(diào)節(jié)器通過提供恒定電壓并放大輸出信號(hào)來激勵(lì)電橋。壓力傳感器的輸出隨高共模信號(hào)以毫伏為單位變化。

壓力傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器消除共模信號(hào)，同時(shí)保留壓力變化值。

6、稱重傳感器/應(yīng)變信號(hào)調(diào)節(jié)器

稱重傳感器或應(yīng)變儀測(cè)量設(shè)備上的拉力或壓縮力，并產(chǎn)生低直流毫伏范圍內(nèi)的輸出。稱重傳感器/應(yīng)變儀信號(hào)調(diào)節(jié)器對(duì)于拾取這些微小變化是必要的，以確保準(zhǔn)確測(cè)量并將信號(hào)放大到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)采集設(shè)備。稱重傳感器和應(yīng)變儀還需要 2.5V 至 10V 范圍內(nèi)的激勵(lì)電壓，這是通過信號(hào)調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)的。

7、LVDT 信號(hào)調(diào)節(jié)器

線性可變差動(dòng)變壓器 (LVDT) 可測(cè)量物體的位置。需要正弦激勵(lì)波(400 kz 至 10 kHz 之間)來激勵(lì) LVDT 傳感器。然后輸出通過低通濾波器，以確保噪聲水平保持在最低水平。信號(hào)調(diào)節(jié)器發(fā)送的最終信號(hào)很容易被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)字讀取設(shè)備識(shí)別。

8、扭矩信號(hào)調(diào)節(jié)器

扭矩信號(hào)調(diào)節(jié)器跟隨負(fù)載和壓力信號(hào)調(diào)節(jié)器套件，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)傳感器的激勵(lì)電壓產(chǎn)生低或高輸出電壓。

9、直流和交流信號(hào)調(diào)節(jié)器

通常需要直流信號(hào)調(diào)理來轉(zhuǎn)換或放大直流電流或電壓信號(hào)，并且需要抑制信號(hào)噪聲，這是通過過濾輸入來完成的。

交流信號(hào)調(diào)節(jié)器用于接受交流電流或電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為適合端接儀器的直流電流或電壓信號(hào)。

10、頻率信號(hào)調(diào)節(jié)器

頻率信號(hào)調(diào)節(jié)器允許各種不同的傳感器產(chǎn)生頻率輸出，這些輸出被轉(zhuǎn)換為可用的模擬直流輸出信號(hào)，可以使用流行的測(cè)量設(shè)備輕松測(cè)量。

二、根據(jù)功能劃分的信號(hào)調(diào)節(jié)器類型

1、通用信號(hào)調(diào)節(jié)器

通用信號(hào)調(diào)節(jié)器是一種可以針對(duì)輸入/輸出配置的多種組合進(jìn)行編程的設(shè)備。該器件接受電流、電壓、熱電偶、RTD、電位計(jì)和線性電阻信號(hào)，可以輕松連接最常見的傳感器，而無需為每個(gè)傳感器配備單獨(dú)的信號(hào)調(diào)節(jié)器。通用信號(hào)調(diào)節(jié)器配有可編程模塊，允許根據(jù)特定的輸入/輸出要求進(jìn)行配置。

2、多通道信號(hào)調(diào)節(jié)器

多通道信號(hào)調(diào)節(jié)器與通用信號(hào)調(diào)節(jié)器類似，但通用信號(hào)調(diào)節(jié)器僅允許一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，而多通道信號(hào)調(diào)節(jié)器將具有兩個(gè)以上的輸入/輸出選項(xiàng)。

3、隔離信號(hào)調(diào)節(jié)器

隔離信號(hào)調(diào)節(jié)器通常適用于需要在沒有物理連接的情況下傳輸從信號(hào)源到測(cè)量設(shè)備的信號(hào)的應(yīng)用。隔離器還可以防止不需要的接地環(huán)路電流，并保護(hù)控制系統(tǒng)免受由于不可預(yù)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)條件而產(chǎn)生的瞬變和電氣噪聲的影響。

4、信號(hào)調(diào)節(jié)器分配器

信號(hào)調(diào)節(jié)器分配器接受一個(gè)輸入信號(hào)，并通過兩個(gè)單獨(dú)的通道將輸出分成兩個(gè)相同的信號(hào)。這些通道相互隔離并獨(dú)立工作。隔離進(jìn)一步有助于防止接地環(huán)路和瞬態(tài)信號(hào)。這些設(shè)備適用于需要從單個(gè)中繼器基本單元在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行輸出測(cè)量的應(yīng)用。

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