信号调节器基础知识

工业电子产品中的最大挑战是传感和反馈的集成 - 部分原因是它们的不同输出需要对安装的PLC或其他主控制器进行清洁和安全的传输。对于这些连接，系统集成商依赖于信号调节器和隔离放大器。虽然两个设备都用作电力和数据传输中的中间点，但它们的设计，功能和目的不同。

信号调节器是具有信号处理器或微处理器的设备，可以将信号从一种形式转换成另一种形式。在工业应用中，信号调节器将不支持的传感器输出转换为主控制器的可读信号。例如，n型热电偶产生非线性输出，不适用于只接受线性输入的plc。同样，称重传感器在30 mV时的未放大输出直接输入到PLC或其他控制器的0- 10 v模拟输入，将产生不准确的跟踪——因为传感器的范围映射到控件的模数转换器(ADC)分辨率的一小部分。

信号调节器通常用于数据采集应用程序。

但是通过信号调节器，避免了这些问题。这是因为信号调节器采样传感器在接收时发信号，执行各种信号处理任务，并将输入转换为PLC通常接受的信号或协议。更具体地，信号调节器通常可以支持以下输出：

•0到20 mA和4到20 mA
•0到10 V
•PROFIBUS TCP.
•CAN总线
•Modbus TCP / IP和RS485

信号调节器通常与特定的传感器类型配对(并接受其输入)。例如，热电偶的信号调节器通常接受0到10 mv的输入。此外，除了简单地转换信号外，信号调节器还具有电子设备来执行以下相关任务:

放大- 信号调节器可以将传感器值放大到满足系统PLC的模拟输入要求的幅度。

过滤认证，批准和课堂评级- 模拟传感器信号（尤其是毫伏范围中的信号）易受电噪声的影响。信号调节器通过内部信号处理算法和无源滤波器过滤此类噪声。

线性化,非线性传感器输出映射到线性刻度。

智能监控和控制- 一些信号调节器具有中继输出，当测量值超过一些预设值时激活。反过来，又用于从主系统控制器独立地执行本地执行的控制。

保护- - - - - -信号调节器输入从输出物理隔离，以防止浪涌和其他瞬态事件损坏任何附加的电源或控制电子设备。

今天市场上有偶数信号调理器（除了记录DC和AC的电流和电压信号调节器）作为电源电流和平行电源电压和电压的电源信号调节器 - 然后将它们转换为标准模拟 -信号输出。

对比调节器和隔离放大器

这是隔离放大器的简化框图。

另一个确保清晰信号传输和接收的电子元件是隔离放大器。隔离放大器是一种先进的电子设备，它具有由隔离屏障隔开的两级运算放大器或运算放大器电路。它们的目的是将与输入功率和输出功率有关的电路电分开。它们通常有通孔或表面安装的格式。

不管它们的名字可能意味着什么，隔离放大器不一定将信号放大到一个系统。相反，它们是可配置的分压器电阻，设置一个增益系数。在不需要放大的情况下，隔离放大器作为单位增益OP-AMPS工作。依次的隔离放大器从其运算放大器中导出这些特性 - 用于高输入阻抗和低输出阻抗。另外，隔离放大器包括前面提到的分离屏障以分离信号路径。

这种隔离屏障基于三种技术之一。

变压器隔离- 具有这些变压器的隔离放大器使用它们来通过调制具有高频载波的输入信号来分离输入和输出电路 - 然后将它们从初级线圈转移到次级线圈。然后解调调制信号，其原始信号向输出通向输出。

光学隔离-隔离放大器光隔离屏障将输入信号转换成(电隔离)光，然后在输出端光敏接收器上再现这些信号。

电容隔离- 具有电容隔离的隔离放大器使用电容屏障来分隔输入和输出。传输是通过用调制信号的电容器端子的充电和放电。

在上述技术，变压器和电容隔离放大器依赖于调制器和解调器 - 涉及通过高频载波耦合到输出的输入值。这是因为DC信号无法通过系统的变压器或电容器。通过将输入和输出保持电隔离，隔离放大器有效地保护传感器和控制器免受浪涌，瞬态事件和高共模电压的影响。