[工作]仪表输入输出信号

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1、AI:模拟虽信号输入，通常为4-20mA;l-5V;等连续变化的信号A0:模拟量信号输出，通常为4-20mA;I-5V;等连续变化的信号DI:开关量信号输入DO:开关量信号输出前一个字母A:就是ANALOGD:忘了，后血的I:INPUT;O:OUTPUT模拟量不I上是电信号，还有气动信号（或许还有液压信号）如气动单元组合仪表使用的信号同样数字量也有气动信号。此处的有源信号是指使用电源作为供给形式的模拟量或数字量。无源信号是指不使用电源的模拟量或数字量。可对比有源干接点和无源干接点。模拟信号英文名称：analoguesignal;analogsi

2、gnal定义1：信息参数在给定范围内表现为连续的信号。模拟信号的采集这里的模拟信号是指电压和电流信号，对模拟信号的处理技术主要包括模拟量的选通、模拟量的放大、信号滤波、电流电压的转换、V/F转换、A/D转换等。1.模拟通道选通单片机测控系统冇吋需要进行多路和多参数的采集和控制，如果每一路都单独釆用各自的输入回路，即每一路都采用放大、滤波、采样/保持，A/D等环节，不仅成本比单路成倍增加，而11会导致系统体积庞大，且曲于模拟器件、阻容元件参数特性不一致，对系统的校准带来很大困难；并且对于多路巡检如128路信号采集情况，每路单独采用一个回路几乎是不

3、可能的。因此，除特殊情况下采用多路独立的放大、A/D外，通常采用公共的采样/保持及A/D转换电路（有时甚至可将某些放大电路共用）,利用多路模拟开关,口J以方便实现共用。在选择多路模拟开关时，需要考虑以下儿点：（1）通道数量通道数量对切换开关传输被测信号的精度和切换速度有直接的影响，因为通道数目越多，寄生电容和泄漏电流通常也越大。平常使用的模拟开关，在选通其中一路时，其它各路并没有真止断开，只是处于高阻状态，仍存在漏电流，对导通的信号产生影响；通道越多，漏电流越大，通道间的干扰也越多。（2）泄漏电流在设计电路时，泄漏电流越小越好。采集过程屮，信号

4、本身就非常微弱，如果信号源内阻很大，泄漏电流对精度的影响会非常大。（3）切换速度在选择模拟开关时，要综合考虑每路信号的采样速率、A/D的转换速率,因为它们决定了对模拟开关的切换速度的要求。（4）开关电阻理想状态的多路开关其导通电阻为零，而断开电阻为无穷大，而实际的模拟开关无法到这个要求，因此需考虑其开关电阻，尤其当与开关串联的负载为低阻抗时，应选择导通电阻足够低的多路开关。(5)参数的漂移性及每路电阻的一致性(6)器件的封装常用的模拟开关有DIP和SO两种封装，可以根据实际需要选择。1.信号滤波从传感器或其它接收设备获得的电信号，由于传输过程屮

5、的各种噪声干扰，工作现场的电磁干扰，前段电路本身的影响，往往会冇多种频率成分的噪声信号，严重情况下，这种噪声信号甚至会淹没有效输入信号，致使测试无法正常进行。为了减少噪声信号对测控过程的影响，需采取滤波措施，滤除干扰噪声，提高系统的信噪比(S/N)o过去常用模拟滤波电路实现滤波，模拟滤波的技术较为成熟。模拟滤波可分为冇源滤波和无源滤波。设计冇源滤波器，首先根据所要求的幅频特性,寻找口J实现的有理函数进行逼近设计。常用的逼近函数有：波待瓦兹(Butterworth)函数、切比雪夫(Chebyshev)函数，贝塞尔(Bosel)函数等,然后计算电路

6、参数，完成设计。但是模拟滤波电路复杂，不仅增加了设计成本，而且还增加系统的功耗,降低了系统可靠性。随着电子技术的发展，现在很多的场合都应用数字滤波技术。数字滤波技术发展非常迅速，现在的手机、PDA等智能设备，大多釆用数字滤波技术。它作为软件无线电的一个处理单元，有非常广阔的发展前景。但是，单片机的处理能力有限，只能完成比较简单的数字滤波。在单片机系统中，首先在设计硕件是对信号采取抗干扰措施，然后在设计软件时，对采集到的数据进行消除干扰的处理，以进一步消除附加在数据屮的各式各样的干扰，使采集到的数据能够真实的反映现场的情况。下而介绍的几种工控中常

7、用的数字滤波技术。(1)死区处理从工业现场采集到的信号往往会在一定的范围内不断的波动，或者说有频率较高、能量不大的干扰叠加在信号上，这种情况往往出现在应用工控板卡的场合，此时采集到的数据有效值的最后一位不停的波动，难以稳定。这种情况可以采取死区处理，把波动的值进行死区处理，只有当变化超岀某值时才认为该值发生了变化。比如编程时可以先对数据除以10,然后取整，去掉波动项。(2)算术平均值法公式为YK=(XKl+XK2+XK3+・・・+XKN)/N,在一个周期内的不同时间点取样，然后求其平均值，这种方法可以有效的消除周期性的干扰。同样，这种方法还可以

8、推广成为连续儿个周期进行平均。(3)中值滤波法这种方法的原理是将采集到的若干个周期的变量值进行排序，然后取排好顺序的值得中间的值，这种方法可以有效的防