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模拟输入信号的种类与接线方式
发表日期:2015/12/16 作者:wellauto
1、模拟量输入信号种类
  (1)直流电流信号。当计算机测控系统输出模拟信号需要传输较远的距离时,一般采用电流信号而不是电压信号,因为电流信号抗干扰能力强,信号线电阻不会导致信号损失。当把计算机与常规仪器仪表相配合组成显示或控制系统时,各个单元之间的信号应当规范化。按照我国国家标准GB336-82所规定的(工业自动化仪表用模拟直流电流信号)和国外IEEE. 381所规定的(过程控制系统用模拟直流电流信号),直流电流信号分为两种:一种是4~20mA;另一种是0~20mA。在采用4~20mA 信号标准时,0mA表示信号电路或供电有故障。
  (2)直流电压信号。当计算机测控系统输出模拟信号需要传输给多个其他仪器仪表或控制对象时,一般采用直流电压信号而不是直流电流信号。这是因为,如果采用直流电流传导,为了保证多个接收信号的设备获得同样的信号,必须将它们的输入端互相串联起来。这样就存在不可靠性,当任何一个接收设备发生断路故障时,其他接收设备也会失去信号。而且,互相串联的各个接收设备输入端对地电位不等,也会引起一些麻烦。在采用直流电压信号的情况下,多个接收信号设备的输入端互相并联起来便能获得同样的信号。为了避免导线电阻形成压降而使信号改变,接收设备的输入阻抗必须足够高。但是,太高的输入阻抗很容易引人电场干扰。因此,直流电压传导只适用于传输距离较近的场合。
  对于采用4~20mA电流传导的系统,只需采用250欧姆电阻就可将其变换为直流电压信号。
  所以1~5V直流电压信号也是常用的模拟信号形式之一。1V以下的电压值表示信号电路或供电有故障。
  直流电压信号可分为单极性信号和双极性信号,如果输入信号相对于模拟地电位来讲,只偏向一侧,如输入电压为0~10V,称为单极性信号;输入信号相对于模拟地电位来讲,可高可低,如输入电压为-10~﹢10V,称为双极性信号。
  2.接线方式
  (1)单端输入方式:各路输入信号共用一个参考电位,即各路输入信号共地,这是最常用的接线方式。使用单端输入方式时,地线比较稳定,抗干扰能力较强,建议用户尽可能使用此种方式,如下图所示。

  由于单端输入以一个共同接地点为参考点。这种方式适用于输入信号为高电平(> 1V),信号源与采集端之间的距离较短,并且所有输入信号有一个公共接地端。如果不能满足上述条件,则需要使用差分输入。差分输入方式下,每个输入可以有不同的接地参考点。并且,由于消除了共模噪声的误差,所以差分输入的精度较高。
  (2)双端输入方式 (差分输入):各路输入信号各自使用自己的参考电位,即各路输入信号不共地。如果输入信号来自不同的信号源,而这些信号源的参考电位(地线)略有差异,可考虑使用这种接线方式。使用双端输入方式时,输入信号易受干扰,所以,应加强信号线的抗干扰处理,同时还应确保模拟地以及外接仪器机壳接地良好。而且特别注意的是,所有接人的信号,不论是高电位还是低电位,其电平相对于模拟地电位应不超过十12V及-5V,以避免电压过高造成器件损坏,接线方式如下图所示。