什么是信號調節(jié)器？
信號調節(jié)器旨在為電路的下一級或另一個傳感器儀器系統(tǒng)調整輸入信號。信號調節(jié)器用于濾除噪聲，增加低電平信號的幅度，并從一個單元轉換到另一個單元。
輸入信號通常是模擬的。這些模擬信號代表溫度和壓力等物理值。這些信號電平小到足以被檢測到。但是，當儀表電路無法看到這些信號電平時，可能會丟失有意義的數(shù)據(jù)。此外，噪聲水平也會影響這些小值信號，減少有價值的信息。
儀器系統(tǒng)使用具有不同輸入信號特性的傳感器來收集物理變量。信號調節(jié)器使輸入信號、輸入傳感器和電子元件兼容并協(xié)同工作。
信號調節(jié)器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAQ)
信號調節(jié)器不能用作任何應用程序的獨立組件。相反，它們被用作信號處理系統(tǒng)的一部分，例如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAQ)。
成功實施DAQ系統(tǒng)需要正確的信號調節(jié)器規(guī)范。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于處理傳入的物理值信號，例如溫度和壓力，以進行實時處理。DAQ系統(tǒng)由許多子系統(tǒng)組成，包括信號調節(jié)器。
信號調節(jié)器為DAQ執(zhí)行許多功能，可分為以下幾類：
放大
篩選
隔離
線性化
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的噪聲源
噪聲信號是數(shù)據(jù)采集中不需要的信號電平，它會改變原始信號并破壞有價值的數(shù)據(jù)。噪聲在幾乎所有具有不同來源的測量系統(tǒng)中都很常見。讓我們來看看數(shù)據(jù)采集環(huán)境中一些熟悉的噪聲源。
現(xiàn)場接線是DAQ系統(tǒng)中常見的噪聲源。在導體中運行的交流信號會在其周圍產(chǎn)生磁場。當附近的電路或任何其他攜帶信號的導體接近該導體時，磁場會使原始信號失真，這稱為噪聲。磁場產(chǎn)生的噪聲稱為電磁干擾(EMI)。EMI可以通過導體傳輸，例如電纜和任何物理路徑。EMI也可以通過輻射傳播而沒有任何物理方向。
電磁線圈是DAQ系統(tǒng)中EMI的來源。當施加電流時，螺線管線圈在線圈中產(chǎn)生磁場。這些磁場還會在DAQ系統(tǒng)中引起噪聲。
另一種類型稱為射頻干擾(RFI)。RFI是電路或導體在電信號快速變化時發(fā)出的電磁輻射。電機和VFD也可能是有害噪音的來源。電力電纜、電機和VFD也是附近電子和電氣組件的噪聲源。
電機頻繁開啟和關閉。這種頻繁的開關模式會產(chǎn)生突然的電流浪涌，從而產(chǎn)生噪聲。VFD也是一個重要的噪聲源，EMI是在整流級產(chǎn)生的。整流器將輸入的交流電壓轉換為直流電壓。整流過程會產(chǎn)生諧波，會產(chǎn)生大量噪聲。
另一個突出的噪聲源是不正確的接地。接地是一個相互連接的回路，其電位與電路系統(tǒng)中的電源不同。電流在電路中的元件之間流動需要電位差。如果未按照設計規(guī)范建立接地，電路讀數(shù)將變得不穩(wěn)定，從而導致輸出中出現(xiàn)明顯噪聲。
糾正噪音問題
如上所述，可能存在許多噪聲源，包括功能組件或系統(tǒng)。消除噪聲是保護用戶數(shù)據(jù)所必需的。為此，使用了專門的技術和組件。讓我們看看一些阻止噪聲的方法。
防噪音接線
使用屏蔽電纜、雙絞線等抗噪聲電纜可以減少噪聲的影響。
在屏蔽電纜中，承載信號的導體被標準屏蔽層包圍。屏蔽層可以是編織的、螺旋設計的或鍍金屬的箔。這種保護可最大限度地減少來自周圍噪聲源的噪聲耦合。對于高噪聲環(huán)境，可以增加屏蔽的數(shù)量。
在雙絞線中，一對電線相互纏繞在一起，通常用于磁噪聲。雙絞線消除了噪音的影響。當電纜暴露在噪音中時，兩條線將收到相同數(shù)量的噪音。由于使用雙絞線，其中一根線中的噪聲方向與該對中另一根線中的噪聲方向相反。相反的方向抵消了噪聲而不影響原始信號。
正確接地
接地不當是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中常見的噪聲源。電路中的地是參考電位電壓，在大多數(shù)情況下它通常是0伏。課程中的所有組件都連接到同一地面。
如果沒有安裝地線或者Ant組件到地線斷開，噪聲會很快進入通過組件和線傳輸?shù)脑夹盘枴?/p>
痕跡
布線是消除噪音的另一個重要因素。如果仔細選擇，它可以實現(xiàn)低噪音和高吞吐量。
敷設電纜時，不得將低壓電纜與載有交流電和其他高頻噪聲源（如電機、逆變器）的線路混在一起。這是通過為它們使用單獨的管道來完成的。這些電纜還需要避免與其他電線重疊和平行。
制造商推薦
在安裝電氣或電子組件時，制造商會提供有關組件的最佳使用和應用以及噪聲消除因素的建議。這些建議告知用戶電纜選擇、運行電纜距離以及任何有助于降低噪聲影響的附加組件。
