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传感器常见信号形式及信号调理    2022-09-22

         传感器随处可见,它们用来测量温度、光照、声音和其他各种环境参数。从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。下面通过简单的概述给大家介绍一下传感器常见信号形式及信号调解。

在使用的过程中,传感器的三种输出信号也发挥了重要的作用。

1、绝对码信号是一种与被测对象的状态相对应的信号。如码盘,它的每一个角度方位对应于一组编码,这种编码称为绝对码。绝对码信号有很强的抗干扰能力,不管测量过程中发生什么情况,干扰过后,一种状态总是对应于一组确定的编码。

2、增量码信号的特点是,被测量值与传感器输出信号的变化周期数成正比,即输出量值的大小由信号变化的周期数的增量决定。一般光栅位移传感器、磁栅位移传感器、激光位移传感器等采用干涉法等测量位移时,传感器输出的信号为增量码信号。

3、开关信号:开关信号只有0和1两个状态,可视为绝对码只有一位编码时的特例。如行程开关、光电开关等传感器的输出就是开关信号。

传感器的信号调解

传感元件(传感器)将有用的物理信号转换为电信号,例如:用于测量压力的压阻桥、用于检测超声波的压电传感器以及用于测量气体浓度的电化单元等。传感元件产生的电信号都很小,并且为非理想状态,例如:温度漂移和非线性传输函数等。

传感器模拟前端和传感器信号调节器,用于把这些传感元件所产生的小信号放大到可用水平。传感器包含完整的信号调节电路,以及可刺激传感元件、管理功率并与外部控制器连接的一些电路。

为了实现信号调节或更高层次的监测,通常需要测量多个传感器元件的输出。举例来说,处理一个典型压阻桥的输出,就需要同时测量压阻桥和温度传感器的输出。此外,热电偶的输出处理,要求同时测量热电偶的输出和传感器的输出,测量接头的温度。对接头温度的测量是为了完成冷接头补偿。同一信号调整器处理多个感测元件的情形称为“多模态信号调整器”。

传感器信号调节的另一个方面是发生信号调节的电域。传感器的电阻桥传感元件的信号调节发生在模拟域内。在传感器中,信号调节同时发生在模拟和数字域内。后一种情况被称作“混合信号信号调节”。

混合信号调节器的一个关键组成部分是模数转换器(ADC)。在信号达到智能补偿模块以前,两个传感元件始终都有独立的信号通路。之后,该模块组合这两个信号,产生经过处理之后的输出。

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