传感器102:信号调理

在许多控制应用程序中，用户不需要考虑设备内部发生了什么。一个信号在设备内部被转换成他们的控制系统需要的任何东西。大多数工业系统都有关于某些电压或电流信号的标准:数字为24 Vdc或120 Vac;0到10 Vdc或4到20 mA模拟。

在大多数情况下，传感器内部的实际检测元件是一个低电压设备，需要1.5到5 Vdc。对于常用的大规模生产的设备，所有的转换都发生在传感器内部。用户只需提供前面提到的标准工业电压之一，并将其连接到输入端。

在较大的系统中，信号无法在如此低的水平上分布。设备通常远离控制框，尽管基于通信的分布式输入/输出(I/O)块几乎消除了使用120 Vac信号的必要性。不过，将晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号从传感器传输到控制柜当然是不现实的。

当用户必须转换信号时会发生什么?有各种各样的商用设备可以接收一种类型的信号，并将其转换或放大为另一种类型的信号。用数字信号做这件事最简单的方法可能是使用继电器。继电器有5 Vdc, 12 Vdc, 24 Vdc, 120伏，甚至更高的线圈。即使使用如此简单的装置，也必须注意不要将噪声引入系统而破坏信号。这不会做捆绑你的5 Vdc电线到电机电缆或480v电源。

模拟转换器可将4至20 mA转换为0至10 V，反之亦然，mV/V信号转换为标准模拟，以及各种其他特殊用途的设备。可能出现的问题之一如图1所示。用户不仅要考虑转换器本身的各个方面——把它放在哪里，如何布线，它的成本等等——而且还要考虑如何为它提供电力和检测设备。

图2提供了一个使用测压元件确定储罐液位所需的设备示例，这可以带来一些关于在哪里放置物品以及如何连接它们的有趣决定。所有的东西都需要适合用户可用的空间，这意味着一些信号处理设备将不会像在现场那样安装。

信号调节器本身使用12 Vdc电源，它接收mV信号并将其放大到0到10 Vdc信号。同样，由于从求和板的输出是一个mV级信号，它需要接近信号调节器。

在规划应用程序时，应考虑以下方面:

• 你可能需要把东西放进去的组件和外壳的成本
• 低压信号在不被降级或损坏的情况下所能传递的距离
• 控制系统中可能没有可用的电源/电压
• 设计/人工成本。

还有一个问题是，一旦所有这些都放在一起，如何校准所有这些。每当用户通过另一个转换或设备时，系统就会引入另一个变量。

弗兰克羊肉他是自动化咨询有限责任公司的创始人，也是控制工程编辑顾问委员会。本文最初发表于自动化入门博客．Automation Primer是CFE Media的内容合作伙伴。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

在线额外

参见下面链接的自动化入门关于阶梯逻辑的其他故事。

更多的建议

关键概念

更大的系统可能要求用户使用继电器转换来自传感器的信号。

有工具适用于需要自行转换数字或模拟信号的用户。

在规划在信号调理应用中，用户应考虑元器件的成本和现场条件。

考虑一下这个

还有其他挑战吗用户在转换传感器信号时会遇到什么问题?

在线额外

查看Frank Lamb的其他故事，链接如下。

原始内容可以在automationprimer.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。