[工作]儀表輸入輸出信號(hào)

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1、AI:模擬雖信號(hào)輸入，通常為4-20mA;l-5V;等連續(xù)變化的信號(hào)A0:模擬量信號(hào)輸出，通常為4-20mA;I-5V;等連續(xù)變化的信號(hào)DI:開關(guān)量信號(hào)輸入DO:開關(guān)量信號(hào)輸出前一個(gè)字母A:就是ANALOGD:忘了，后血的I:INPUT;O:OUTPUT模擬量不I上是電信號(hào)，還有氣動(dòng)信號(hào)（或許還有液壓信號(hào)）如氣動(dòng)單元組合儀表使用的信號(hào)同樣數(shù)字量也有氣動(dòng)信號(hào)。此處的有源信號(hào)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(hào)是指不使用電源的模擬量或數(shù)字量?？蓪?duì)比有源干接點(diǎn)和無源干接點(diǎn)。模擬信號(hào)英文名稱：analoguesignal;analogsi

2、gnal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(hào)。模擬信號(hào)的采集這里的模擬信號(hào)是指電壓和電流信號(hào)，對(duì)模擬信號(hào)的處理技術(shù)主要包括模擬量的選通、模擬量的放大、信號(hào)濾波、電流電壓的轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換等。1.模擬通道選通單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)冇吋需要進(jìn)行多路和多參數(shù)的采集和控制，如果每一路都單獨(dú)釆用各自的輸入回路，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11會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大，且曲于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，對(duì)系統(tǒng)的校準(zhǔn)帶來很大困難；并且對(duì)于多路巡檢如128路信號(hào)采集情況，每路單獨(dú)采用一個(gè)回路幾乎是不

3、可能的。因此，除特殊情況下采用多路獨(dú)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(shí)甚至可將某些放大電路共用）,利用多路模擬開關(guān),口J以方便實(shí)現(xiàn)共用。在選擇多路模擬開關(guān)時(shí)，需要考慮以下兒點(diǎn)：（1）通道數(shù)量通道數(shù)量對(duì)切換開關(guān)傳輸被測(cè)信號(hào)的精度和切換速度有直接的影響，因?yàn)橥ǖ罃?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(guān)，在選通其中一路時(shí)，其它各路并沒有真止斷開，只是處于高阻狀態(tài)，仍存在漏電流，對(duì)導(dǎo)通的信號(hào)產(chǎn)生影響；通道越多，漏電流越大，通道間的干擾也越多。（2）泄漏電流在設(shè)計(jì)電路時(shí)，泄漏電流越小越好。采集過程屮，信號(hào)

4、本身就非常微弱，如果信號(hào)源內(nèi)阻很大，泄漏電流對(duì)精度的影響會(huì)非常大。（3）切換速度在選擇模擬開關(guān)時(shí)，要綜合考慮每路信號(hào)的采樣速率、A/D的轉(zhuǎn)換速率,因?yàn)樗鼈儧Q定了對(duì)模擬開關(guān)的切換速度的要求。（4）開關(guān)電阻理想狀態(tài)的多路開關(guān)其導(dǎo)通電阻為零，而斷開電阻為無窮大，而實(shí)際的模擬開關(guān)無法到這個(gè)要求，因此需考慮其開關(guān)電阻，尤其當(dāng)與開關(guān)串聯(lián)的負(fù)載為低阻抗時(shí)，應(yīng)選擇導(dǎo)通電阻足夠低的多路開關(guān)。(5)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(guān)有DIP和SO兩種封裝，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇。1.信號(hào)濾波從傳感器或其它接收設(shè)備獲得的電信號(hào)，由于傳輸過程屮

5、的各種噪聲干擾，工作現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾，前段電路本身的影響，往往會(huì)冇多種頻率成分的噪聲信號(hào)，嚴(yán)重情況下，這種噪聲信號(hào)甚至?xí)蜎]有效輸入信號(hào)，致使測(cè)試無法正常進(jìn)行。為了減少噪聲信號(hào)對(duì)測(cè)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)o過去常用模擬濾波電路實(shí)現(xiàn)濾波，模擬濾波的技術(shù)較為成熟。模擬濾波可分為冇源濾波和無源濾波。設(shè)計(jì)冇源濾波器，首先根據(jù)所要求的幅頻特性,尋找口J實(shí)現(xiàn)的有理函數(shù)進(jìn)行逼近設(shè)計(jì)。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(Bosel)函數(shù)等,然后計(jì)算電路

6、參數(shù)，完成設(shè)計(jì)。但是模擬濾波電路復(fù)雜，不僅增加了設(shè)計(jì)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(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多的場(chǎng)合都應(yīng)用數(shù)字濾波技術(shù)。數(shù)字濾波技術(shù)發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在的手機(jī)、PDA等智能設(shè)備，大多釆用數(shù)字濾波技術(shù)。它作為軟件無線電的一個(gè)處理單元，有非常廣闊的發(fā)展前景。但是，單片機(jī)的處理能力有限，只能完成比較簡(jiǎn)單的數(shù)字濾波。在單片機(jī)系統(tǒng)中，首先在設(shè)計(jì)碩件是對(duì)信號(hào)采取抗干擾措施，然后在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除干擾的處理，以進(jìn)一步消除附加在數(shù)據(jù)屮的各式各樣的干擾，使采集到的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的反映現(xiàn)場(chǎng)的情況。下而介紹的幾種工控中常

7、用的數(shù)字濾波技術(shù)。(1)死區(qū)處理從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集到的信號(hào)往往會(huì)在一定的范圍內(nèi)不斷的波動(dòng)，或者說有頻率較高、能量不大的干擾疊加在信號(hào)上，這種情況往往出現(xiàn)在應(yīng)用工控板卡的場(chǎng)合，此時(shí)采集到的數(shù)據(jù)有效值的最后一位不停的波動(dòng)，難以穩(wěn)定。這種情況可以采取死區(qū)處理，把波動(dòng)的值進(jìn)行死區(qū)處理，只有當(dāng)變化超岀某值時(shí)才認(rèn)為該值發(fā)生了變化。比如編程時(shí)可以先對(duì)數(shù)據(jù)除以10,然后取整，去掉波動(dòng)項(xiàng)。(2)算術(shù)平均值法公式為YK=(XKl+XK2+XK3+???+XKN)/N,在一個(gè)周期內(nèi)的不同時(shí)間點(diǎn)取樣，然后求其平均值，這種方法可以有效的消除周期性的干擾。同樣，這種方法還可以

8、推廣成為連續(xù)兒個(gè)周期進(jìn)行平均。(3)中值濾波法這種方法的原理是將采集到的若干個(gè)周期的變量值進(jìn)行排序，然后取排好順序的值得中間的值，這種方法可以有效的防