原创 什么是信号调理?

2008-5-15 22:03 1592 8 8 分类: 模拟

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NI为用户提供广泛的信号调理产品,可帮您将测量精度和性能提高10倍。诸如USB连接和对IEEE 1451.4智能TDES传感器的支持等特性大大简化了系统配置过程,并减少了您首次测量的时间。NI信号调理产品提供了7项关键技术,从而可以简化传感器连接、去除噪声、保证安全性并提高精确度。


关键技术




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放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟-数字转换器(ADC)的范围,从而提高测量精度和灵敏度。此外,使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置,可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号-噪声比。



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衰减
衰减,即与放大相反的过程,在电压(即将被数字化的)超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度,从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。



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隔离
隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术,无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外,隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压,从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。



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多路复用
通过多路复用技术,一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪,从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。



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过滤
滤波器在一定的频率范围内去处不希望的噪声。几乎所有的数据采集应用都会受到一定程度的50Hz或60Hz的噪声(来自于电线或机械设备)。大部分信号调理装置都包括了为最大程度上抑制50Hz或60Hz噪声而专门设计的低通滤波器。



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激励
激励对于一些转换器是必需的。例如,应变计,电热调节器,和RTD需要外部电压或电流激励信号。通常RTD和电热调节器测量都是使用一个电流源来完成,这个电流源将电阻的变化转换成一个可测量的电压。应变计,一个超低电阻的设备,通常利用一个电压激励源来用于惠斯登(Wheatstone)电桥配置。



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冷端补偿
冷端补偿是一种用于精确热电偶测量的技术。任何时候,一个热电偶连接至一个数据采集系统时,您必须知道在连接点的温度(因为这个连接点代表测量路径上另一个“热电偶”并且通常在您的测量中引入一个偏移)来计算热电偶正在测量的真实温度。


什么是信号调理?


信号调理将您的数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统,这是通过帮助您直接连接到广泛的传感器和信号类型(从热电偶到高电压信号)来实现的。关键的信号调理技术可以将数据采集系统的总体性能和精度提高10倍。

 

什么是信号调理,有什么作用
        信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出之。因为工业信号有些是高压,过流,浪涌等,不能被系统正确识别,必须调整理清之。
         一般的采集卡上都带有可编程的增益,但具体要不要作信号调理,要视待采信号的特点而定,若信号很小,则要经过放大将信号调理到采集卡能够识别的范围,若信号干扰较大,就要考虑采集之前作滤波了。
关于信号调理:
        A/D芯片只能接收一定范围的模拟信号,而传感器把非电物理量变换成电信号后,并不一定在这一范围内。传感器输出的信号有时还必须经放大、滤波、线性化补偿、隔离、保护等措施后,才能送A/D转换器;
       D/A转换器是将二进制数字量转换为电压信号,许多情况下还必须经V/I转换才能驱动电动阀等执行机构,有时候还必须经过功率放大、隔离等措施。

       据专家估计,信号调理部分成本几乎占整个系统硬件成本的40%左右。

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