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PCB—如何理解電流輸出信號(hào)?
點(diǎn)擊次數(shù):1963 更新時(shí)間:2021-05-18

RMS值,Peak峰值, 和True Peak真實(shí)峰值
 

在連續(xù)7天24小時(shí)過(guò)程監(jiān)控應(yīng)用中,需要PLC,DCS或SCADA系統(tǒng)記錄、分析信號(hào)趨勢(shì),具有4-20mA輸出信號(hào)的振動(dòng)變送器是比較理想的選擇。但是4-20mA信號(hào)究竟代表什么呢?因?yàn)榇蠖鄶?shù)振動(dòng)變送器的基礎(chǔ)傳感元件跟典型的加速度計(jì)一樣或者相似,變送器將AC交流原始電壓信號(hào)在內(nèi)部轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)。在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,電流輸出可能擴(kuò)展為以下三個(gè)值中之一:

RMS (root mean square) 值RMS(均方根值)

Peak 峰值

True Peak 真實(shí)峰值

 

正如上面提到的,大多數(shù)振動(dòng)變送器的核心是與加速度計(jì)的核心具有相同的傳感元件。傳感元件測(cè)量振動(dòng),隨之在DC直流偏置電壓8-12VDC的基礎(chǔ)上輸出AC動(dòng)態(tài)電壓。輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的電路轉(zhuǎn)換,終被輸出為4-20mA的電流信號(hào)。

直流偏置與AC信號(hào)電壓耦合隔離。

AC電壓信號(hào)的測(cè)量范圍可能保留在加速度中,它可以通過(guò)積分轉(zhuǎn)成速度,或者二次積分轉(zhuǎn)成位移。

AC交流信號(hào)比較低的高頻數(shù)據(jù)根據(jù)濾波設(shè)置點(diǎn)被濾掉。

AC電壓信號(hào)轉(zhuǎn)成DC電壓信號(hào)。

如果小和大測(cè)量范圍允許的話,DC電壓信號(hào)可能按比例擴(kuò)展。

DC電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號(hào)。

在上述信號(hào)過(guò)程中,AC電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成DC電壓信號(hào)是產(chǎn)生電流信號(hào)大小的決定因素。為了開(kāi)始深入研究AC到DC轉(zhuǎn)換過(guò)程,我們先回顧下交流AC電流和直流DC電壓信號(hào),如圖所示。

交流(AC)是電荷方向隨時(shí)間作周期性改變的電流。

直流 (DC)是電荷只在一個(gè)方向電流。

     AC信號(hào)轉(zhuǎn)換到DC信號(hào)并不是平均每個(gè)AC信號(hào)值那么簡(jiǎn)單。對(duì)于正弦波,正半周期和負(fù)半周期是相等的,這個(gè)平均會(huì)產(chǎn)生零,沒(méi)有測(cè)量數(shù)值。相反,為了獲取有用的結(jié)果,對(duì)AC信號(hào)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算,術(shù)語(yǔ)稱為均方根值(RMS)。結(jié)果值等效于DC直流電壓輸出,這個(gè)DC電壓輸出在電阻負(fù)載中產(chǎn)生與相應(yīng)AC交流信號(hào)相同大小的功耗(如:熱)。

一個(gè)4-20mA變送器轉(zhuǎn)換加速度電壓輸出到電流輸出,是通過(guò)多個(gè)電路過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在AC到DC電壓轉(zhuǎn)換過(guò)程中,所有的頻率數(shù)據(jù)都從信號(hào)中。因此,電流輸出不能用于深入的分析,但是對(duì)于連續(xù)7天24小時(shí)的過(guò)程監(jiān)測(cè)應(yīng)用是理想的選擇,可以連接PLC, DSC 或SCADA系統(tǒng)進(jìn)行記錄、趨勢(shì)分析。

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