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力傳感器與信號調理器

文章出處:創始人人氣:發表時間:2022-10-21 16:23:46

       信號調理是指將力傳感器的原始輸出信號轉換為可用信號的過程。力傳感器本身不測量或讀取通過它們的電信號。攜帶信號的導線被焊接到應變片上,而應變片又粘附在應變梁上。力傳感器的應變梁的變化會改變應變片的結構,從而改變電流通過的應變片的電阻。結果是力傳感器的輸出信號發生變化。如果沒有力系統的附加組件來接收和放大此信號,力傳感器本身是讀取不了電信號的。

       力傳感器輸出信號中包含的數據通常由數字顯示器,PC或PLC拾取和使用。該設備通常無法讀取和解釋信號的原始形式。這就是信號調理器的用武之地。

       信號調理是指用于完成此任務的一系列過程。系統所需的信號修改類型取決于信號本身的質量及其傳輸的設備。信號調理功能分為三大類:

1、降噪

2、調整信號大小

3、轉換為所需格式。

       信號調理器最常見的功能解釋如下:

模數轉換:

       根據其設計的性質,力傳感器產生的信號是模擬的。即使是數字力傳感器最初也會產生模擬信號,但包括一個內部信號調理器,可將其轉換為數字信號。當力系統的其他組件需要數字信號時,ADC是該系統的必要組件。雖然模擬信號處理更快、更容易處理,占用的帶寬更少,但數字信號受噪聲和失真的影響較小。數字信號處理也易于存儲,更靈活,具有更高的精度,并且可以在更長的距離上傳輸。

放大: 

       來自力傳感器的輸出信號通常不夠強。放大是在不損壞數據的情況下增強信號的過程。

濾波:

       來自力傳感器的信號可能具有噪聲與數據混合。過濾過程分離并過濾掉噪聲,并使必要的信息在系統中移動。

線性化:

       當信號數據(mV)與施加的力(lbf,kgf等)沒有線性關系時,需要線性化。大多數力傳感器系統在校準期間只需要兩個參考點,0%和100%。通過線性化,必要時在兩者之間添加點,以實現更合適的線性度。

激勵:

       應變片力傳感器需要來自外部電源的電流才能正常工作。大多數信號調理器能夠為力傳感器提供必要的激勵。

隔離:

      信號隔離的目的是打破接地環路,這是非常常見的不準確來源。當直流信號線的兩端都有接地路徑時,就會產生接地環路。接地環路將額外的、不可估量的電流引入環路,使真實測量值失真。