過程通道ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 13:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ① 電流信號：一般為 0~10mA（ 0~）或4~20mA（ 0~500Ω負載）。 ② 電壓信號：一般為 0~5V或 1~5V信號。 模擬信號的調(diào)理理由： 電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號； 注意： 信號調(diào)理電路的設計主要是根據(jù)傳感器輸出的信號、變送器輸出的信號及 A/D轉(zhuǎn)換器的具體情況而有所不同。 非電壓信號轉(zhuǎn)化為電壓信號； 噪音信號的抑制； 電壓信號的 “標準化” ； 電橋 電橋是將電阻、電容、電感等參數(shù)的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測量電路。 其輸出既可用指示儀表直接測量，也可以送入放大器進行放大。由于橋式測量電路結(jié)構(gòu)簡單，并具有較高的精確度和靈敏度，因此在測試裝置中得到了廣泛應用。 與其他測試裝置的分類一樣，電橋亦有不同的分類方式：按照激勵電源的性質(zhì)可分為 直流電橋與交流電橋 ；按照橋臂阻抗性質(zhì)又可分為 電阻電橋、電容電橋和電感電橋。 （以直流電橋為例） 直流電橋的平衡條件 4231 RRRR ?1 3 2 4141 2 3 4 1 2 3 4() ( ) ( )o a b a d R R R RRRU U U U UR R R R R R R R?? ? ? ? ?? ? ? ?10 ()R R t t???設 ： 熱 電 阻 ： 運算放大器 運算放大器本質(zhì)上是一個高增益的負反饋直流放大器。加上外部反饋網(wǎng)絡可以實現(xiàn)加、減、乘、除、微分和積分等數(shù)學運算，還可以與其它外設電路組成測試系統(tǒng)中常用的差動放大器、電橋放大器、電荷放大器、壓頻變換器、有源濾波器以及交流放大器等測試裝置。 （ 1）單端運算放大器 功能： 輸入為單端； 在不存在共模電壓的時候使用 （ 2） 差動放大器 當 1 2 3, FR R R R??得 211( ) Fo i iRU U UR??特點： 輸入為雙端； 在不存在共模電壓的時候使用 調(diào)整放大系數(shù)，則調(diào)零點破壞破壞平衡條件 （ 3）測量放大器 三運放差動放大器通常也稱為測量放大器，或稱儀表放大器。 由電路分析可知 111 1 2( 1 )o i iGGRRu u uRR? ? ?222 2 1( 1 )o i iGGRRu u uRR? ? ?644123 3 6 5( 1 )o o oRRRu u uR R R R? ? ? ? ?通常電路中 12RR? 35RR? 46RR? 則測量放大器的增益為 411 2 32( 1 )ofi i Gu RRu u R R?? ? ? ? ??四、模擬量輸入通道的設計 模擬量輸入通道的應考慮的問題： ① 信號的拾起方式； ② 信號的調(diào)理； ③ A/D轉(zhuǎn)換器的選擇； ④ 電源的配置； 模擬量輸入通道的設計 第三節(jié) 模擬量輸出通道 一 模擬量輸出通道的一般結(jié)構(gòu) 模擬量輸出通道的功能是把計算機的運算結(jié)果（數(shù)字量）轉(zhuǎn)換成模擬量，并輸出到被選中的某一控制回路上，完成對執(zhí)行機構(gòu)的控制動作。 模擬量輸出通道通常由 D/A轉(zhuǎn)換器、輸出保持器、多路切換開關、低通濾波電路和功放電路所組成。 單模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu) 組成：接口電路、寄存器、 D／ A轉(zhuǎn)換器和放大變換電路 多模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu) 多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式主要取決于輸出保持器的構(gòu)成方式。 輸出保持器的作用主要是在新的控制信號到來之前，使本次控制信號維持不變。保持器一般有數(shù)字保持方案和模擬保持方案兩種。這就決定了模擬量輸出通道的兩種基本結(jié)構(gòu)形式。 這是一種數(shù)字保持方案。 優(yōu)點 :轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，即使某一路 D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障，也不影響其他通道的工作。 缺點 :使用了較多的 D/A轉(zhuǎn)換器，使得這種結(jié)構(gòu)的價格很高。 一個通道設置一片 D/A轉(zhuǎn)換器 多個通道共用一片 D/A轉(zhuǎn)換器 共用 D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)形式如圖所示。 由于公用一片 D/A轉(zhuǎn)換器，因此必須在計算機控制下分時工作，即依次把 D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的模擬電壓（或電流），通過多路開關傳送給輸出采樣 — 保持器。 優(yōu)點 :節(jié)省了 D/A轉(zhuǎn)換器。 缺點：因為分時工作，只適用于通道數(shù)量多且速率要求不高的場合。它還要使用多路開關，且要求輸出采樣 — 保持器的保持時間與采樣時間之比較大，這種方案工作可靠性較差。 因為電流信號易于遠距離傳送，且不易受干擾，特別是在過程控制系統(tǒng)中，自動化儀表只接收電流信號，所以在微機控制輸出通道中常以電流信號來傳送信息，這就需要將電壓信號再轉(zhuǎn)換成電流信號，完成電流輸出方式的電路稱為 V/I變換電路。電流輸出方式 一般有兩種形式： 1．普通運放 V/I變換電路 2．集成轉(zhuǎn)換器 V/I變換電路 二、 電壓 /電流轉(zhuǎn)化電路 普通運放 V/I變換電路 （ 1） 0 ~10 mA的輸出 + V in 0~10 V A T 1 T 2 I 0 V f + V s R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R f R L 圖為 0~10 V/0~10 mA的變換電路，由運放 A和三極管 TT2組成， R1 和 R2是輸入電阻， Rf 是反饋電阻， RL是負載的等效電阻。輸入電壓 Vin 經(jīng)輸入電阻進入運算放大器 A，放大后進入三極管 T T2。由于 T2射極接有反饋電阻 R f，得到反饋電壓 Vf加至輸入端，形成運放 A的差動輸入信號。該變換電路由于具有較強的電流反饋，所以有較好的恒
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