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PCB—如何理解電流輸出信號?

來源:鎮(zhèn)江嘉倍信息技術(shù)有限公司   2018年11月01日 14:01  

RMS值,Peak峰值, 和True Peak真實峰值
 

在連續(xù)7天24小時過程監(jiān)控應(yīng)用中,需要PLC,DCS或SCADA系統(tǒng)記錄、分析信號趨勢,具有4-20mA輸出信號的振動變送器是比較理想的選擇。但是4-20mA信號究竟代表什么呢?因為大多數(shù)振動變送器的基礎(chǔ)傳感元件跟典型的加速度計一樣或者相似,變送器將AC交流原始電壓信號在內(nèi)部轉(zhuǎn)化成電流信號。在轉(zhuǎn)化的過程中,電流輸出可能擴展為以下三個值中之一:

RMS (root mean square) 值RMS(均方根值)

Peak 峰值

True Peak 真實峰值

 

正如上面提到的,大多數(shù)振動變送器的核心是與加速度計的核心具有相同的傳感元件。傳感元件測量振動,隨之在DC直流偏置電壓8-12VDC的基礎(chǔ)上輸出AC動態(tài)電壓。輸出信號經(jīng)過一系列的電路轉(zhuǎn)換,終被輸出為4-20mA的電流信號。

直流偏置與AC信號電壓耦合隔離。

AC電壓信號的測量范圍可能保留在加速度中,它可以通過積分轉(zhuǎn)成速度,或者二次積分轉(zhuǎn)成位移。

AC交流信號比較低的高頻數(shù)據(jù)根據(jù)濾波設(shè)置點被濾掉。

AC電壓信號轉(zhuǎn)成DC電壓信號。

如果小和大測量范圍允許的話,DC電壓信號可能按比例擴展。

DC電壓信號轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號。

在上述信號過程中,AC電壓信號轉(zhuǎn)換成DC電壓信號是產(chǎn)生電流信號大小的決定因素。為了開始深入研究AC到DC轉(zhuǎn)換過程,我們先回顧下交流AC電流和直流DC電壓信號,如圖所示。

交流(AC)是電荷方向隨時間作周期性改變的電流。

直流 (DC)是電荷只在一個方向電流。

     AC信號轉(zhuǎn)換到DC信號并不是平均每個AC信號值那么簡單。對于正弦波,正半周期和負半周期是相等的,這個平均會產(chǎn)生零,沒有測量數(shù)值。相反,為了獲取有用的結(jié)果,對AC信號進行加權(quán)平均計算,術(shù)語稱為均方根值(RMS)。結(jié)果值等效于DC直流電壓輸出,這個DC電壓輸出在電阻負載中產(chǎn)生與相應(yīng)AC交流信號相同大小的功耗(如:熱)。

一個4-20mA變送器轉(zhuǎn)換加速度電壓輸出到電流輸出,是通過多個電路過程來實現(xiàn)的。在AC到DC電壓轉(zhuǎn)換過程中,所有的頻率數(shù)據(jù)都從信號中。因此,電流輸出不能用于深入的分析,但是對于連續(xù)7天24小時的過程監(jiān)測應(yīng)用是理想的選擇,可以連接PLC, DSC 或SCADA系統(tǒng)進行記錄、趨勢分析。

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