不同传感器和测量的一些重要信号条件类型（八大类型介绍）

不同类型的信号调理电路用于处理传感器输出。这些电路的选择基于传感器和输出要求。以下是用于不同传感器和测量的一些重要信号条件类型。

不同传感器和测量的一些重要信号条件类型

1、信号变换

信号转换是信号调理器的重要功能之一。这种类型的信号调节电路转换来自传感器(温度、压力、流量、长度、频率、速度等)的信号。转换成可用于DAQ系统的标准形式。信号调节器能够将任何传感器信号转换成任何标准过程信号。

一些重要的信号转换器包括:

电压频率转换器:将电压作为输入，并将其转换为线性或非线性频率输出。

频率-电压转换器:将信号频率转换为相应的模拟电压电平。

电流电压转换器:缩放电流输入，并将其转换为所需的电压输出。

脉冲转换器:将旋转脉冲信号转换为模拟信号并输出结果。

称重传感器转换器:将来自称重传感器的信号转换为电压/电流并输出结果。

电荷转换器:从压电、电容和其他产生电荷的传感器获取电荷输出信号。然后，它将这些信号转换成模拟电压或电流。

2、扩大

顾名思义，放大是一个增加(放大)传感器输出信号的过程。对于产生微弱信号的传感器，信号放大是必要的。例如，来自温度变化的热电偶的小电压很难被满量程范围为10V、分辨率为16位的DAQ器件读取。放大增加了测量分辨率和灵敏度，以匹配DAQ范围。

3、衰减

衰减是放大的反义词。在需要数字化的电压高于模数(ADC)转换器的情况下，这种信号调理电路非常重要。因此，它会降低信号幅度，以匹配ADC范围。当被测电压大于10 V时，衰减是必要的。

4、过滤

滤波去除了可能导致错误测量的不需要的噪声。两种常见类型的滤波器通常用于消除信号中的噪声。在信号变化缓慢的情况下，如温度测量，低通滤波器可去除高频。抗混叠滤波器将信号带宽限制在奈奎斯特频率以上。这种低通滤波器在频域进行测量时非常有用，例如声音和振动。

5、激动

热电偶等无源传感器无需电源就能产生信号。但是，主动传感器，如压力传感器、加速度计、RTD、应变仪等。需要外部电压或电流激励。这是控制电子流动和进行测量所必需的。这些有源传感器通常由信号调节器供电。应变计等低电阻传感器采用惠斯通电桥配置，带有电压激励源。

6、隔离

当测量是在一个电位远离地面的表面上进行时，隔离电路是有用的。电气隔离可消除输入线路上的无用信号，防止其传递到输出端。隔离还可以保护操作人员和测量系统免受危险电压尖峰的影响。

7、冷结补偿

冷结补偿(CJC)是确保热电偶精确测量所必需的。热电偶需要这种额外校正的原因是，该器件仅报告感测端与连接端子的另一端之间的相对温差。为了计算真实温度，测量连接的温度很重要。该连接的温度就是冷接点。CJC通过提供该结的温度来进行校正，从而提高测量精度。

8、线性化

在传感器产生的电压信号与物理测量值没有线性关系的情况下，这种信号调理电路是必要的。热电偶也是需要线性化的传感器的经典例子。然而，目前市场上有许多内置线性化的热电偶。这些不需要进一步的信号调理。