7.2模拟量输入信号类型与量程自动转换7.2.1模拟量输入信号类型在接到一个具体的测控任务后,需根据被测控对象选择合适的传感器,从而完成非电物理量到电量的转换,经传感器转换后的量,如电流、电压等,往往信号幅度很小,很难直接进行模数转换,因此,需对这些模拟电信号进行幅度处理和完成阻抗匹配、波形变换、噪声的抑制等要求,而这些工作需要放大器完成。模拟量输入信号主要有以下两类:
7.2 模拟量输入信号类型与量程自动转换 在接到一个具体的测控任务后,需根据被测控对象选择 合适的传感器,从而完成非电物理量到电量的转换,经传感 器转换后的量,如电流、电压等,往往信号幅度很小,很难 直接进行模数转换,因此,需对这些模拟电信号进行幅度处 理和完成阻抗匹配、波形变换、噪声的抑制等要求,而这些 工作需要放大器完成。 模拟量输入信号主要有以下两类: 7.2.1 模拟量输入信号类型
第一类为传感器输出的信号,如:(1)电压信号:一般为mV信号,如热电偶(TC)的输出或电桥输出。(2)电阻信号:单位为Q,如热电阻(RTD)信号,通过电桥转换成mV信号。(3)电流信号:一般为uA信号,如电流型集成温度传感器AD590的输出信号,通过取样电阻转换成mV信号。对于以上这些信号往往不能直接送A-D转换,因为信号的幅值太小,需经运算放大器放大后,变换成标准电压信号,如0~5V,1~5V,0~10V,一5V~+5V等,送往A-D转换器进行采样。有些双积分A-D转换器的输入为一200mV~+200mV或一2V~+2V,有些A-D转换器内部带有程控增益放大器(PGA),可直接接受mV信号
第一类为传感器输出的信号,如: ⑴ 电压信号:一般为mV信号,如热电偶(TC)的输出 或电桥输出。 ⑵ 电阻信号:单位为Ω,如热电阻(RTD)信号,通过 电桥转换成mV信号。 ⑶ 电流信号:一般为μA信号,如电流型集成温度传感 器AD590的输出信号,通过取样电阻转换成mV信号。 对于以上这些信号往往不能直接送A-D转换,因为信号 的幅值太小,需经运算放大器放大后,变换成标准电压信号 ,如0~5V,1~5V,0~10V,-5V~+5V等,送往A-D转换器 进行采样。有些双积分A-D转换器的输入为- 200mV~+200mV或-2V~+2V,有些A-D转换器内部带有程 控增益放大器(PGA),可直接接受mV信号
第二类为变送器输出的信号,如:(1)电流信号:0~10mA(0~1.5kQ负载)或4~20mA(0~500Q负载)。(2)电压信号:0~5V或1~5V等。电流信号可以远传,通过一个标准精密取样电阻就可以变成标准电压信号,送往A-D转换器进行采样,这类信号一般不需要放大处理
第二类为变送器输出的信号,如: ⑴ 电流信号:0~10mA(0~1.5kΩ负载)或4~20mA( 0~500Ω负载)。 ⑵ 电压信号:0~5V或1~5V等。 电流信号可以远传,通过一个标准精密取样电阻就可以 变成标准电压信号,送往A-D转换器进行采样,这类信号一 般不需要放大处理
7.2.2量程自动转换由于传感器所提供的信号变化范围很宽(从微伏到伏),特别是在多回路检测系统中,当各回路的参数信号不一样时,必须提供各种量程的放大器,才能保证送到计算机的信号一致(如0~5V)。在模拟系统中,为了放大不同的信号,需要使用不同倍数的放大器。而在电动单位组合仪表中,常常使用各种类型的变送器,如温度变送器、差压变送器、位移变送器等。但是,这种变送器造价比较贵,系统也比较复杂。随着计算机的应用,为了减少硬件设备,已经研制出可编程增益放大器(ProgrammableGainAmplifier),简称PGA。它是一种通用性很强的放大器,其放大倍数可根据需要用程序进行控制。采用这种放大器,可通过程序调节放大倍数,使A/D转换器满量程信号达到均一化,因而大大提高测量精度。这就是量程自动转换
由于传感器所提供的信号变化范围很宽(从微伏到伏) ,特别是在多回路检测系统中,当各回路的参数信号不一样 时,必须提供各种量程的放大器,才能保证送到计算机的信 号一致(如0~5V)。在模拟系统中,为了放大不同的信号 ,需要使用不同倍数的放大器。而在电动单位组合仪表中, 常常使用各种类型的变送器,如温度变送器、差压变送器、 位移变送器等。但是,这种变送器造价比较贵,系统也比较 复杂。随着计算机的应用,为了减少硬件设备,已经研制出 可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier),简 称PGA。它是一种通用性很强的放大器,其放大倍数可根 据需要用程序进行控制。采用这种放大器,可通过程序调节 放大倍数,使A/D转换器满量程信号达到均一化,因而大大 提高测量精度。这就是量程自动转换。 7.2.2 量程自动转换
7.3STM32F103VET6集成的ADC模块STM32F103VET6微控制器集成有18路12位高速逐次逼近型模数转换器(ADC),可测量16个外部和2个内部信号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中。模拟看门狗特性充许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低值。ADC的输入时钟不得超过14MHz,由PCLK2经分频产生
7.3 STM32F103VET6集成的ADC模块 STM32F103VET6 微控制器集成有18路12位高速逐次 逼近型模数转换器(ADC),可测量16个外部和2个内部信 号源。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式 执行。ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据 寄存器中。 模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用 户定义的高/低阈值。 ADC的输入时钟不得超过14MHz,由PCLK2经分频产 生