日本愛模M-SYSTEM信号变换器工作原理

发布时间： 2020-09-10　　点击次数： 1612次

日本愛模M-SYSTEM信号变换器定义与功能
Signal Conditioners Series Selection Guide

信号变换器可将各种传感器输出的现场信号转换为适合基于PLC、DCS或者PC系统的标准信号。他们也可用于帮助信号增加负载驱动能力，隔离接地回路信号。
提供大于75000种过程信号I/O、电源输出及安装配置组合供您选择。另外，M-System也是信号变换器生产类型多的厂家。

信号变换器是一种能够将一种类型的信号转换为另一种类型信号的设备。例如，它可以把模拟信号转换为数字信号（A/D 转换），或者将数字信号转换为模拟信号（D/A 转换），也能在不同的电压、电流、频率等信号形式之间进行转换。

其主要目的是为了使信号能够更好地适应不同的设备输入或输出要求，实现信号的有效传输、处理和存储。

模拟 - 数字信号变换器（A/D 变换器）

日本愛模M-SYSTEM信号变换器工作原理：

通过对模拟信号进行采样、量化和编码等操作，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。采样是按照一定的时间间隔获取模拟信号的瞬时值，量化是将采样得到的值划分成有限个离散的电平，编码则是用二进制代码来表示量化后的电平。

应用场景：在数据采集系统中广泛应用，如工业自动化中的温度、压力、流量等传感器信号的采集。这些传感器输出的模拟信号需要转换为数字信号，才能被计算机或数字控制器进行处理。

数字 - 模拟信号变换器（D/A 变换器）

将数字信号中的二进制代码所表示的离散数值转换为与之对应的连续模拟信号。它主要包括解码、重构等过程，把数字信号中的数字量通过解码电路转换为对应的电压或电流等模拟量。

应用场景：常用于音频系统、视频显示系统等。例如，在音频播放设备中，数字音频信号需要经过 D/A 转换为模拟音频信号，才能驱动扬声器发出声音。

电压 - 电流信号变换器（V/I 变换器）和电流 - 电压信号变换器（I/V 变换器）

应用场景：在工业控制中，一些执行机构（如电动调节阀）需要电流信号来控制，而控制器输出的可能是电压信号，此时就需要 V/I 变换器。在一些传感器（如光电传感器的电流输出型）需要将输出的电流信号转换为电压信号以便后续处理时，就会用到 I/V 变换器。

频率 - 电压信号变换器（F/V 变换器）和电压 - 频率信号变换器（V/F 变换器）

工作原理：F/V 变换器把输入的频率信号转换为与之成比例的电压信号，一般是通过积分电路、比较器等组成的电路来实现。V/F 变换器则是将电压信号转换为频率信号，利用电容的充放电特性和比较器来实现转换。

应用场景：在速度测量系统中，例如电机转速测量，当转速传感器输出频率信号时，可通过 F/V 变换器将其转换为电压信号用于显示或控制。V/F 变换器可用于高精度的模拟信号隔离传输，因为频率信号在传输过程中抗干扰能力较强。

性能指标

转换精度：对于 A/D 和 D/A 变换器，转换精度是一个关键指标，它表示转换后信号与原始信号的接近程度。通常用分辨率（如 A/D 变换器的位数）和转换误差来衡量。

转换速度：指信号变换器完成一次转换所需的时间。在高速数据采集或实时控制系统中，需要有较高的转换速度，以满足快速变化信号的处理要求。

线性度：是指输出信号与输入信号之间的线性关系程度。良好的线性度可以确保信号转换的准确性，尤其是在需要精确信号转换的应用中，如仪器仪表等。

抗干扰能力：信号变换器在工作过程中，可能会受到外界电磁干扰等因素的影响。抗干扰能力强的变换器能够在复杂的电磁环境下正常工作，保证信号转换的稳定性和可靠性。

日本愛模M-SYSTEM信号变换器工作原理

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