力矩傳感器-工控系統(tǒng)對傳感器信號(hào)的要求

       工業(yè)上稱重傳感器的模擬量一般都是標(biāo)準(zhǔn)的0~10V、0~5V,、0~20ma,、4~20ma，模塊采集模擬量以后會(huì)對應(yīng)一個(gè)數(shù)字量,，比如0~10V對應(yīng)0~65535,，那就可以根據(jù)這個(gè)數(shù)字量的大小值來判斷外面這個(gè)模擬量的大小了,，模擬量輸出正好反過來，在PLC里面給出一個(gè)數(shù)字量,，然后在模塊的端子上輸出一個(gè)模擬量,。

       我們力矩傳感器本身是mV信號(hào)輸出，舉個(gè)例子,假定某稱重傳感器標(biāo)定輸出靈敏度為2.0mV/V,，(當(dāng)傳感器受力為額定值時(shí),，其輸出電壓與激勵(lì)電壓的比值)

激勵(lì)電壓為10V

輸入電阻為500Ω

輸出電阻為500Ω

量程為1000N

       在使用過程中我們測得其輸出為10mV，此時(shí)計(jì)算其輸出電流應(yīng)該是0.02mA,，作為模擬量輸出來說,，10mV電壓信號(hào)或0.02mA電流信號(hào)，并不能被我們的工控系統(tǒng)直接用來作為輸入信號(hào)來控制后端設(shè)備,。

       所以,，我們在選用傳感器作為一個(gè)反饋控制部件時(shí)，要考慮后期設(shè)備對輸入信號(hào)的要求,，即——傳感器輸出是否要經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路,，將信號(hào)放大或經(jīng)過壓頻轉(zhuǎn)換成為0~10V或0~5V、0~20ma或4~20ma,，或其他頻率信號(hào)等能被工控系統(tǒng)讀取的模擬量,。放大器，或變送器能解決這一問題,。

模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程

       對于電腦及其他數(shù)據(jù)采集板卡或數(shù)顯儀表,，要讀取從放大器輸出來的信號(hào)或是直接讀取傳感器輸出信號(hào)來顯示成數(shù)字量，那么必須要經(jīng)過的就是模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,，還有電腦在控制繼電器或其他開關(guān)量輸入的器件過程中數(shù)字信號(hào)要經(jīng)過解碼轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),，即一下兩個(gè)過程。

1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器

       是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的系統(tǒng),，一般用低通濾波即可以實(shí)現(xiàn),。數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行解碼，即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電平,，形成階梯狀信號(hào),，然后進(jìn)行低通濾波。

       根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的理論,，數(shù)字階梯狀信號(hào)可以看作理想沖激采樣信號(hào)和矩形脈沖信號(hào)的卷積,，那么由卷積定理，數(shù)字信號(hào)的頻譜就是沖激采樣信號(hào)的頻譜與矩形脈沖頻譜（即Sa函數(shù)）的乘積,。這樣,，用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補(bǔ)償，由數(shù)字信號(hào)便可恢復(fù)為采樣信號(hào),。由采樣定理,，采樣信號(hào)的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來模擬信號(hào)的頻譜,。

       一般實(shí)現(xiàn)時(shí)，不是直接依據(jù)這些原理,，因?yàn)榧怃J的采樣信號(hào)很難獲得,，因此，這兩次濾波（Sa函數(shù)和理想低通）可以合并（級(jí)聯(lián)）,，并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實(shí)現(xiàn)的,，所以在真實(shí)的系統(tǒng)中只能近似完成。

2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器

       是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng),，是一個(gè)濾波,、采樣保持和編碼的過程。

模擬信號(hào)經(jīng)帶限濾波,，采樣保持電路,，變?yōu)殡A梯形狀信號(hào)，然后通過編碼器,， 使得階梯狀信號(hào)中的各個(gè)電平變?yōu)槎M(jìn)碼,。