什么是應(yīng)變信號(hào)放大器，為什么我需要放大信號(hào)呢？
首先，我們的測(cè)力傳感器基本上都是mV/V輸出，比如傳感器輸出是0-2mV/V，然后激勵(lì)電壓5V，那么最后傳感器輸出范圍就是0-10mV，假如我們采用16位的采集卡，輸入量程0-10V，那理論上可以分辨0.15mV，按照力傳感器輸出0-10mV來(lái)計(jì)算，可以測(cè)量出的精度還不足1%，這肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到我們的要求，所以，我們必須采用放大器將信號(hào)先進(jìn)行放大到0-10V，才能和我們的數(shù)據(jù)采集卡/PLC匹配。
信號(hào)調(diào)理是一個(gè)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程，信號(hào)調(diào)理器是用來(lái)執(zhí)行這個(gè)過(guò)程的儀器。將一種電或機(jī)械信號(hào)（輸入信號(hào)）轉(zhuǎn)換為另一種（輸出信號(hào)）。其目的是將這個(gè)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成易于識(shí)別并兼容數(shù)據(jù)采集或機(jī)器控制的形式。
信號(hào)調(diào)理器有助于提供測(cè)量的準(zhǔn)確度，這對(duì)于高精度數(shù)據(jù)采集和機(jī)器控制是必不可少的。并可以執(zhí)行更多的不同功能，本文將概述新的趨勢(shì)。
信號(hào)調(diào)理器的功能
1.信號(hào)轉(zhuǎn)換
信號(hào)調(diào)理器的主要功能是接收信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成更高電平的電信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換通常用于使用多種傳感器進(jìn)行測(cè)量的工業(yè)應(yīng)用。由于使用的傳感器不同，因此需要轉(zhuǎn)換為所連接設(shè)備能使用的信號(hào)，都需要能被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程信號(hào)。
2.線(xiàn)性化
當(dāng)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)與物理量沒(méi)有線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，某些信號(hào)調(diào)理器可以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性化。這是一個(gè)軟件解釋信號(hào)的過(guò)程，例如熱偶信號(hào)。由于每個(gè)傳感器都不可能是完全線(xiàn)性的，所以這種方法可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)更高精度。在傳感器標(biāo)定以過(guò)程及校準(zhǔn)協(xié)議中，需要對(duì)線(xiàn)性化參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。
3.放大
下一步是信號(hào)放大和處理或數(shù)字化信號(hào)的過(guò)程。信號(hào)放大的方法有兩種：增加輸入信號(hào)的分辨率，或者提高信噪比。
信號(hào)調(diào)理采用不同目的多種不同放大器，為提高精度，使用直流信號(hào)，具有高輸入阻抗、高共模抑制比（CMRR），高增益等特性。另外就是采用隔離放大器，一般是在通過(guò)小的交流或差分信號(hào)時(shí)，采用設(shè)備的隔離高直流電平。
4.濾波
信號(hào)調(diào)理器的另一個(gè)重要功能是濾波，其對(duì)信號(hào)頻譜進(jìn)行濾波，只保留有效數(shù)據(jù)并防止噪聲。濾波可以采用無(wú)源和有源部件或是數(shù)字算法。無(wú)源濾波只使用電容、電阻和電感器，其增益為1。有源濾波除了運(yùn)算放大器和晶體管等有源元件外，還使用無(wú)源元件。信號(hào)調(diào)理器采用數(shù)字濾波，因?yàn)樗鼈円子谡{(diào)整，且不需要硬件。數(shù)字濾波器是一種用來(lái)處理信號(hào)的數(shù)學(xué)濾波器，例如阻斷或通過(guò)特定的頻率。他們使用的邏輯元件包括ASIC、FPGAs或一個(gè)信號(hào)處理順序程序。
5.評(píng)估和智能功能
除了以上功能外，現(xiàn)代信號(hào)調(diào)理器還帶有信號(hào)評(píng)估和測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理等額外功能。這有助于通過(guò)電開(kāi)關(guān)輸出快速監(jiān)視和評(píng)估并警報(bào)。額外的智能功能，如內(nèi)部計(jì)算通道帶有數(shù)學(xué)處理功能，PID控制器等。這些功能有助于獲得快速反應(yīng)系統(tǒng)，減少機(jī)器控制負(fù)荷。
6.接口
信號(hào)轉(zhuǎn)換器必須通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議來(lái)傳輸傳感器信號(hào)和機(jī)器控制。這些接口可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。常見(jiàn)的模擬接口包括電壓（±10V）或電流信號(hào)（4-20mA），但每一個(gè)信號(hào)都需要單獨(dú)布線(xiàn)?，F(xiàn)代數(shù)字接口被設(shè)計(jì)為基于總線(xiàn)的以太網(wǎng)接口（PROFINET，Ethercat，以太網(wǎng)/IP），通過(guò)一根線(xiàn)就可以連接多個(gè)部件。這不僅減少了布線(xiàn)，還可以傳輸額外的信息，如組件的診斷信息等。這對(duì)于減少宕機(jī)時(shí)間和快速維護(hù)非常重要。
7.俊德科技信號(hào)調(diào)理器
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