如何調(diào)節(jié)型號(hào)調(diào)節(jié)器-信號(hào)調(diào)節(jié)器的調(diào)理方法
信號(hào)調(diào)理器的作用
信號(hào)調(diào)節(jié)器包含許多電子和電氣組件來執(zhí)行特定功能，具體取決于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAQ)和過程要求。最常見的程序分為放大、過濾、隔離、線性化和激發(fā)。
放大
來自物理傳感器的信號(hào)（例如溫度）通常具有很小的幅度。它們的小幅度使得很難將它們直接輸入到DAQ系統(tǒng)中。此外，它使輸入信號(hào)容易成為各種來源噪聲的目標(biāo)，從而改變信號(hào)中有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
信號(hào)調(diào)節(jié)器可以放大DAQ可以輕松檢測(cè)到的輸入信號(hào)值。放大到更高的值還有助于在不干擾來自傳感器的原始數(shù)據(jù)的情況下分離和消除噪聲。放大電平的大小取決于信號(hào)調(diào)節(jié)器的增益值。
有各種放大器用于信號(hào)調(diào)理以達(dá)到放大的目的。一種稱為運(yùn)算放大器（op-amp）。運(yùn)算放大器需要外部元件（例如電阻器和電容器）來執(zhí)行其功能。這些外部組件定義了放大器的特性。運(yùn)算放大器功能的一個(gè)基本特征是其增益。放大器的增益決定了放大水平，放大器使用放大水平來增加輸入信號(hào)。
在熱電偶和應(yīng)變計(jì)應(yīng)用中，放大可能是有益的。它們的輸出信號(hào)電平小到可以被檢測(cè)到，通常在毫伏(mV)范圍內(nèi)。mV范圍使DAQ難以應(yīng)用具有其設(shè)計(jì)參數(shù)的信號(hào)。
過濾
濾波器是一種阻斷選定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)并讀取特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)的電路。阻塞這些信號(hào)的原因有很多，其中一個(gè)關(guān)鍵原因是濾除噪聲。
噪聲信號(hào)被識(shí)別為選擇性頻率信號(hào)或特定帶寬。大多數(shù)噪聲信號(hào)具有比原始信號(hào)更高的頻率。該濾波器允許低頻信號(hào)通過DAQ，同時(shí)拒絕較高值的頻率。這種濾波器稱為低通濾波器。
“過濾器”包括有源或無源組件。無源濾波器包括電阻器、電容器和電感器。除了無源元件外，有源濾波器還由運(yùn)算放大器晶體管組成。此外，一些信號(hào)調(diào)節(jié)器具有允許和阻止特定頻率范圍的可選范圍。
低通濾波器還用作抗混疊濾波器，以防止欠采樣信號(hào)。當(dāng)采樣率不大于或等于最高頻率的兩倍時(shí)，在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)會(huì)出現(xiàn)欠采樣，稱為奈奎斯特定理。如果不遵循奈奎斯特定理，則會(huì)導(dǎo)致輸出中出現(xiàn)虛假的低頻分量。濾波器用于去除這些虛假的低頻信號(hào)。
隔離
物理參數(shù)變化很大，隨時(shí)可能發(fā)生變化。因此，它們的值可能會(huì)突然增加到超出DAQ系統(tǒng)的設(shè)計(jì)值。這種突然增加被稱為尖峰。
尖峰對(duì)輸入電路無益，可能會(huì)損壞電子元件。這會(huì)對(duì)DAQ造成永久性損壞，維護(hù)人員將別無選擇更換它。
為了解決尖峰問題，信號(hào)調(diào)節(jié)器還可以充當(dāng)隔離器。它將輸入信號(hào)與電路隔離。輸入信號(hào)首先饋送到隔離器，隔離器將信號(hào)安全地傳輸?shù)较乱患?jí)。隔離器信號(hào)調(diào)節(jié)器的例子是光隔離器和脈沖變壓器。隔離器還有助于消除通常由不當(dāng)接地引起的常見電壓錯(cuò)誤。
線性化
一些傳感器的輸出與輸入的物理參數(shù)沒有直接關(guān)系。只有在極少數(shù)情況下（例如溫度）才會(huì)遵循此規(guī)則。相反，它們之間存在指數(shù)關(guān)系。在熱電偶中，輸出和輸入信號(hào)之間的關(guān)系隨著溫度的升高而變化，并且在較高值時(shí)變得更加指數(shù)化。
信號(hào)調(diào)節(jié)器用于線性化輸入與其對(duì)應(yīng)輸出之間的關(guān)系。輸出可以是4-20mA或0-10 V標(biāo)準(zhǔn)格式。線性化允許工作從物理參數(shù)縮放輸入，從而從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)生成有意義的信息。
激勵(lì)源
一些傳感器需要外部電壓或電流激勵(lì)源。這些傳感器稱為有源傳感器。沒有刺激，它們就不能產(chǎn)生輸出，也不能進(jìn)行測(cè)量。示例包括電阻溫度檢測(cè)器(RTD)和應(yīng)變計(jì)。同樣，激勵(lì)源可以是電壓或電流。
信號(hào)調(diào)節(jié)器還為連接的傳感器提供激勵(lì)源。根據(jù)所需的傳感器和測(cè)量，信號(hào)調(diào)節(jié)器可以提供電壓或電流源。
信號(hào)調(diào)節(jié)器是數(shù)字采集系統(tǒng)的重要組成部分，可以執(zhí)行多種功能。但是，它的選擇取決于DAQ應(yīng)用和所需的測(cè)量。選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定，整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在應(yīng)用中可能會(huì)失敗。
