儀表輸入輸出信號

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1、AI:模擬量信號輸入，通常為4--20mA;1-5V;等連續(xù)變化的信號AO:模擬量信號輸出，通常為4--20mA;1-5V;等連續(xù)變化的信號DI:開關量信號輸入DO:開關量信號輸出前一個字母A:就是ANALOG??D:忘了，后面的I:INPUT??;O:OUTPUT模擬量不止是電信號，還有氣動信號（或許還有液壓信號）如氣動單元組合儀表使用的信號同樣數(shù)字量也有氣動信號。此處的有源信號是指使用電源作為供給形式的模擬量或數(shù)字量。無源信號是指不使用電源的模擬量或數(shù)字量。可對比有源干接點和無源干接點。模擬信號英文名稱：analoguesignal;analogs

2、ignal定義1：信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號。模擬信號的采集這里的模擬信號是指電壓和電流信號，對模擬信號的處理技術主要包括模擬量的選通、模擬量的放大、信號濾波、電流電壓的轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換等?！　?．模擬通道選通　　單片機測控系統(tǒng)有時需要進行多路和多參數(shù)的采集和控制，如果每一路都單獨采用各自的輸入回路，即每一路都采用放大、濾波、采樣/保持，A/D等環(huán)節(jié)，不僅成本比單路成倍增加，而且會導致系統(tǒng)體積龐大，且由于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，對系統(tǒng)的校準帶來很大困難；并且對于多路巡檢如128路信號采集情況，每路單獨采用一個回路幾乎是不

3、可能的。因此，除特殊情況下采用多路獨立的放大、A/D外，通常采用公共的采樣／保持及A／D轉(zhuǎn)換電路(有時甚至可將某些放大電路共用)，利用多路模擬開關，可以方便實現(xiàn)共用。　　在選擇多路模擬開關時，需要考慮以下幾點：　　（1）通道數(shù)量　　通道數(shù)量對切換開關傳輸被測信號的精度和切換速度有直接的影響，因為通道數(shù)目越多，寄生電容和泄漏電流通常也越大。平常使用的模擬開關，在選通其中一路時，其它各路并沒有真正斷開，只是處于高阻狀態(tài)，仍存在漏電流，對導通的信號產(chǎn)生影響；通道越多，漏電流越大，通道間的干擾也越多?！　。?）泄漏電流　　在設計電路時，泄漏電流越小越好。采集過

4、程中，信號本身就非常微弱，如果信號源內(nèi)阻很大，泄漏電流對精度的影響會非常大。　?。?）切換速度　　在選擇模擬開關時，要綜合考慮每路信號的采樣速率、A/D的轉(zhuǎn)換速率，因為它們決定了對模擬開關的切換速度的要求?！　。?）開關電阻　　理想狀態(tài)的多路開關其導通電阻為零，而斷開電阻為無窮大，而實際的模擬開關無法到這個要求，因此需考慮其開關電阻，尤其當與開關串聯(lián)的負載為低阻抗時，應選擇導通電阻足夠低的多路開關?！　。?）參數(shù)的漂移性及每路電阻的一致性　　（6）器件的封裝　　常用的模擬開關有DIP和SO兩種封裝，可以根據(jù)實際需要選擇?！　?．信號濾波　　從傳感器或其

5、它接收設備獲得的電信號，由于傳輸過程中的各種噪聲干擾，工作現(xiàn)場的電磁干擾，前段電路本身的影響，往往會有多種頻率成分的噪聲信號，嚴重情況下，這種噪聲信號甚至會淹沒有效輸入信號，致使測試無法正常進行。為了減少噪聲信號對測控過程的影響，需采取濾波措施，濾除干擾噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比(S／N)?！　∵^去常用模擬濾波電路實現(xiàn)濾波，模擬濾波的技術較為成熟。模擬濾波可分為有源濾波和無源濾波。設計有源濾波器，首先根據(jù)所要求的幅頻特性，尋找可實現(xiàn)的有理函數(shù)進行逼近設計。常用的逼近函數(shù)有：波待瓦茲（Butterworth)函數(shù)、切比雪夫(Chebyshev)函數(shù)，貝塞爾(

6、Besel)函數(shù)等，然后計算電路參數(shù)，完成設計?！　〉悄M濾波電路復雜，不僅增加了設計成本，而且還增加系統(tǒng)的功耗，降低了系統(tǒng)可靠性。隨著電子技術的發(fā)展，現(xiàn)在很多的場合都應用數(shù)字濾波技術。數(shù)字濾波技術發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在的手機、PDA等智能設備，大多采用數(shù)字濾波技術。它作為軟件無線電的一個處理單元，有非常廣闊的發(fā)展前景。但是，單片機的處理能力有限，只能完成比較簡單的數(shù)字濾波?！　≡趩纹瑱C系統(tǒng)中，首先在設計硬件是對信號采取抗干擾措施，然后在設計軟件時，對采集到的數(shù)據(jù)進行消除干擾的處理，以進一步消除附加在數(shù)據(jù)中的各式各樣的干擾，使采集到的數(shù)據(jù)能夠真實的反映現(xiàn)

7、場的情況。下面介紹的幾種工控中常用的數(shù)字濾波技術?！　。?）死區(qū)處理　　從工業(yè)現(xiàn)場采集到的信號往往會在一定的范圍內(nèi)不斷的波動，或者說有頻率較高、能量不大的干擾疊加在信號上，這種情況往往出現(xiàn)在應用工控板卡的場合，此時采集到的數(shù)據(jù)有效值的最后一位不停的波動，難以穩(wěn)定。這種情況可以采取死區(qū)處理，把波動的值進行死區(qū)處理，只有當變化超出某值時才認為該值發(fā)生了變化。比如編程時可以先對數(shù)據(jù)除以10，然后取整，去掉波動項?！　。?）算術平均值法　　公式為YK=(XK1+XK2+XK3+…+XKN)/N，在一個周期內(nèi)的不同時間點取樣，然后求其平均值，這種方法可以有效的消

8、除周期性的干擾。同樣，這種方法還可以推廣成為連續(xù)幾個周期進行平均?！　。?）中值濾波法　　這種