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力传感器与信号调理器的搭配简介

更新时间:2023-11-03      点击次数:485

信号调理是指将力传感器的原始输出信号转换为可用信号的过程。力传感器本身不测量或读取通过它们的电信号。携带信号的导线被焊接到应变片上,而应变片又粘附在应变梁上。力传感器的应变梁的变化会改变应变片的结构,从而改变电流通过的应变片的电阻。结果是力传感器的输出信号发生变化。如果没有力系统的附加组件来接收和放大此信号,力传感器本身是读取不了电信号的。

力传感器输出信号中包含的数据通常由数字显示器,PC或PLC拾取和使用。该设备通常无法读取和解释信号的原始形式。这就是信号调理器的用武之地。

信号调理是指用于完成此任务的一系列过程。系统所需的信号修改类型取决于信号本身的质量及其传输的设备。信号调理功能分为三大类:

1、降噪

2、调整信号大小

3、转换为所需格式。

信号调理器最常见的功能解释如下:

模数转换:

根据其设计的性质,力传感器产生的信号是模拟的。即使是数字力传感器最初也会产生模拟信号,但包括一个内部信号调理器,可将其转换为数字信号。当力系统的其他组件需要数字信号时,ADC是该系统的必要组件。虽然模拟信号处理更快、更容易处理,占用的带宽更少,但数字信号受噪声和失真的影响较小。数字信号处理也易于存储,更灵活,具有更高的精度,并且可以在更长的距离上传输。

放大:

来自力传感器的输出信号通常不够强。放大是在不损坏数据的情况下增强信号的过程。

滤波:

来自力传感器的信号可能具有噪声与数据混合。过滤过程分离并过滤掉噪声,并使必要的信息在系统中移动。

线性化:

当信号数据(mV)与施加的力(lbf,kgf等)没有线性关系时,需要线性化。大多数力传感器系统在校准期间只需要两个参考点,0%和100%。通过线性化,必要时在两者之间添加点,以实现更合适的线性度。

激励:

应变片力传感器需要来自外部电源的电流才能正常工作。大多数信号调理器能够为力传感器提供必要的激励。

隔离:

信号隔离的目的是打破接地环路,这是非常常见的不准确来源。当直流信号线的两端都有接地路径时,就会产生接地环路。接地环路将额外的、不可估量的电流引入环路,使真实测量值失真。



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