第16章信号调理

第1 6 章 信号调理 1 6 .1 信号调理的基本概念 1 6 .2 常用的信号调理设备形式 1 6 .3 信号调理设备与数据采集设备的通信 1 6 .4 信号调理设备安装与设置 1 6 .5 信号调理器信道定址 1 6 .6 信号调理器的增益 1 6 .7 信号调理器的设置时间 1 6 .8 常用信号调理程序 1 6 .8 .1 用热电阻测量温度 1 6 .8 .2 应变测量 第1 6 章 信号调理 1 6 .1 信号调理的基本概念 传感器可以把温度、压力、位移、声、光等物理现象转变为电信号。表16-1列出了一些常用的传感器。 表16-1 常用的传感器 现 象 传感器 温度 热电偶 热电阻 热敏电阻 集成电路传感器 光 真空管光学传感器 光电管 声 麦克风 力和压力 应变片 压电传感器 测力环 位置 （位移） 电位计 线性电压差动变压器 光学编码器 流量 压力表 旋转式流量计 超声波流量计 PH值 PH电极 来自传感器的电信号一般还不能用数据采集设备来测量，最主要的问题是它们大多数输出电压非常小，且极易受噪声影响，而有些信号又有可能存在很高的尖峰值。因此在将它们转换为数字量之前需要先进行放大、滤波或隔离等预处理，这项工作叫做信号调理。图16-1显示了一些常见类型的传感器或电信号和它们各自需要的信号调理。 图16-1 常用的信号调理 1．放大 放大是一种最常用见的信号调理。对电信号进行放大的两个好处是它可以改进信号数模转换的精度并可以减少噪声。为了得到尽可能高的精度，应该将信号放大到它的幅值等于模数转换器的最大输入范围。虽然对低电平信号进行放大可以在数据采集设备中信号采集卡 热电偶 放大、线性化和冷端补偿 热电组 电流激励、线性化 应变片 电压激励、组桥、线性化 共模电压或高电压 隔离 带高频噪声的信号 低通滤波 进行，也可以在信号源附近的信号调理模块中进行；但是在数据采集设备中对信号进行放大，信号就带着进入导线的噪声一起被放大，然后进行模数转换和测量；而在信号源附近用信号调理模块放大信号，噪声的破坏作用将降低，数字化后能更好的反应低电平的原始信号。 使用护套电缆或双绞线电缆并尽量缩短电缆长度能够减少噪声，此外，让信号线远离交流电源线和显示器将有助于减少50Hz的噪声。 图16-2 信号的放大 2．隔离 当被检测的信号含有高电压峰值时，它可能损坏计算机或伤害操作者。在这种情况下出于安全考虑就需要将计算机与传感器隔离。进行隔离的另一个原因是确...