全隔离信号调理模块

全隔离信号调理模块
全隔离信号调理模块

KLM-3000

全隔离信号调理模块

使用说明书

第二版

型号

目录

一、简介 (1)

二、特点 (2)

三、应用 (2)

四、通用规格 (2)

五、订货编码 (3)

六、技术参数 (4)

七、方框图和接线图 (5)

八、外形尺寸 (7)

九、安装 (7)

十、注意事项 (7)

十一、质量保证书 (8)

一、简介

KLM-3000系列模

块采用最新的隔离技术,

为您提供最经济的信号

隔离解决方案。

KLM-3000系列易于安装,可以有效的隔离接地环路、汽车噪音和其他有害的电信号。KLM-3000系列模块提供三路(输入/输出/电源)1000 VDC的隔离保护,以最小功耗提供较大操作范围内信号的准确度和稳定性。KLM-3000系列模块可接受电压、电流、热电偶或热电阻作为输入,同时输出电压或电流。热电偶输入经过内置的输入热电偶线性化电路和冷接点补偿电路处理,保证准确的温度测量以及该信号输出电压或电流的准确转换。

中心是北京市科委认证的高新技术企业,具有丰厚的技术力量。中心通过了国际ISO9001质量体系认证。先进的生产设备、高标准的生产环境、科学而严格的管理,是本中心产品质量的可靠保证。

二、特点

安全:保护电路是由三极管稳压、二极管及电阻构成,迟滞极小,反应灵敏迅速;精确:准确度在千分之二点五以内,满足各类高精度仪表配套使用要求;

隔离:电源与输入信号隔离,电源与输出信号隔离,输入信号与输出信号隔离,

极大提高了控制系统可靠性;

可靠:内部采用固体模块化电路耐腐蚀,耐震动,性能稳定可靠;

三、应用

1、信号隔离

2、信号传输

3、热电偶/热电阻/应变片测量

4、信号放大器

5、噪声过滤器

四、通用规格

电源:24VDC(±20%)

隔离:1000 VDC

工作温度:0~50℃

存储温度:-25℃~85℃

五、订货编码

代码 代码说明

KLM- 产品系列代码

1热电偶信号变送4~20mA输出

3011-

2热电偶信号变送1~5V输出

1热电偶信号变送0~10mA输出

3012-

2热电偶信号变送0~5V输出

1 铂电阻信号变送4~20mA输出

3013-

2铂电阻信号变送1~5V输出

1铂电阻信号变送0~10mA输出

3014-

2铂电阻信号变送0~5V输出

1mV信号变送4~20mA输出

3015-

2mV信号变送1~5V输出

1mV信号变送0~10mA输出

3016-

2mV信号变送0~5V输出

14~20mA隔离4~20mA输出

24~20mA隔离1~5V输出

3041-

34~20mA隔离0~5V输出

44~20mA配电隔离4~20mA输出

10~10mA隔离0~10mA输出

3042-

20~10mA隔离0~5V输出

10~5V隔离4~20mA输出

3043-

20~5V隔离1~5V输出

30~5V隔离0~5V输出

11~5V隔离4~20mA输出

3044-

21~5V隔离1~5V输出

14~20mA隔离双路4~20mA输出

24~20mA隔离双路4~20mA/0~10mA输出 3051-

34~20mA隔离双路4~20mA/1~5V输出

44~20mA隔离双路4~20mA/0~5V输出 注:其他未提及规格订货时请注明。

KLM-

六、技术参数

型号:KLM-30□□-□

量程:℃□mV

输入:□分度热电偶□mV信号

□Pt100 □Cu50 □Cu100

□4~20mA □1~5VDC

□4~20mA(配电)

□0~10mA □0~5VDC

输出:□4~20mA □1~5VDC

□0~10mA □0~5VDC

□4~20mA/1~5VDC

□4~20mA/0~5VDC

□4~20mA/4~20mA

□4~20mA/0~10mA

准确度:□±0.25%F.S □±%F.S 负载能力:□电压输出型≥5K?

□电流输出型≤500?

温度系数: 100ppm/℃

电源功耗:<2W

1、供电范围:(20~28)VDC;

2、电源的正、负不能接反;

3、请严格按照接线图进行接线;

4、请不要自行打开和拆卸壳体;

5、在使用过程中有任何问题,请随时拨打全

国免费电话:8008100265,及时与我们联系。

十一、质量保证书

(Quality Guaranty)

RS232、485转4-20mA,远程IO模块,数字转换模块

RS232、485转4-20mA远程IO模块/数字转换模块 发展日新月异,无论是在生活中,还是在办公场所,我们都会接触到各种各样的电子设备。而众多电子设备共同工作,也会产生一些信号源,为了更好地传输及采集信号,远程IO模块、信号变送器、信号采集模块等工业控制产品被开发出来。 以前,人们在铺设现成与盘柜之间的线路时,必须一根一根的连接,大大增加了线缆的成本和施工的时间,且如果距离都比较远还要面临电压衰减等问题。而有了远程IO模块,则有效的解决了这一问题。 假如你的盘柜距离现场有200米,不使用远程IO,那么你每一条信号线都要放线200米,那么将远程IO模块安装在现场,可以从成本上为你节省了众多线缆的钱以及减少了施工的复杂性。简单来说,有时候,会把一些IO设置在现场设备集中,距离中控又远的地方,然后通过光纤接回中控室,就是为了节省电缆采购和施工。有时候,逻辑上的“远程”是因为“本地IO”允许数量无法满足实际需要,需要接“远程IO模板”,具体要看实际情况了。此外,一般机柜间是放在装置现场的。但有些控制信号,比如急停、旁路等控制信号在控制室实现,所以需要采用远程IO模块,把这些信号送到机柜间内控制系统。 特点: ● 低成本、小体积模块化设计 ● 可以程控校准模块输出精度 ● 信号输出/ 通讯接口之间隔离耐压3000VDC ● 宽电源供电范围:8 ~ 32VDC ● RS-485/232接口,隔离转换成标准模拟信号输出 ● 模拟信号输出精度优于0.2% ● 可设置成主机来读取产品数据实现远程采集 ● 可靠性高,编程方便,易于安装和布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等 ● 支持Modbus RTU 通讯协议 应用: ● 标准模拟信号输出 ● 工业现场控制信号隔离及长线传输 ● 智能楼宇控制、安防工程等应用系统 ● 传感器信号的远程传输及信号还原 ● 工业现场执行器数据给定 ● RS-232/485总线工业自动化控制系统 ● 设备运行调试与控制 ● 医疗、工控产品开发 ● 4-20mA信号输出 电源隔离,信号隔离、线性化,D/A转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接256只 IRT-232/485系列模块,通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议,其指令集兼容于ADAM模块,波特率可由代码设置,能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上,便于计算机编程。 IRT-232/485系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统,所有的用户设定的校准值,地址,波特率,数据格式,校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

信号隔离器的工作原理及功能是什么

信号隔离器的工作原理及功能是什么? 1.工作原理: 首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。 2.功能: 一:保护下级的控制回路。 二:消弱环境噪声对测试电路的影响。 三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 DIN系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。 信号隔离器的主要类型有哪些? 1.隔离器: 工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰,提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。 2.配电器: 工业现场一般需要采用两线制传输方式,既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源,同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。 3.安全栅:

一些特殊的工业现场(如燃气公司和化工厂)不但需要两线制传输,既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花防爆的性能,可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火,限流、降压双重限制信号及电源回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。 信号隔离器安装维护应注意哪些事项? 由于生产厂家不同,对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同,但使用场合基本相同,所以对产品的防护要求及维护基本相同。 1. 使用前应详细阅读说明书。 2. 作为信号隔离使用时,应将输入端串入环路电路中,输出端接取样回路。 3. 作为隔离配电使用时,应将输入端串入电源电路中,输出端接变送器。 4. 若不正常工作应先检查接线是否正确,注意电源有无及极性反正。 为什么有时PLC接收到的现场信号误差大且稳定性差? 造成这种现象的原因很多,不同仪表信号参考点之间的电位差是重要因素。由于这个“电位差”造成仪表信号之间产生干扰电流,致使PLC误差大且稳定性差。所以不同设备、仪表的信号有一个共同的参考点是最佳状况。隔离器使输入/输出电气上完全隔离,在PLC模拟接口板形成共同的参考点,达到理想状况问题就解决了。 设计隔离端子的原则是什么? 需要为每台隔离器都配电源吗?设计要遵循两个原则。第一:外部设备与中央处理系统(例如PLC、DCS)之间要进行电气隔离。第二:外部设备信号(无论是向中央处理系统发送信号的外部设备到还是接收信号的外部设备)之间要实现相互电气隔离。例如要把PLC输出的一路

脉搏测量仿真实验

实验报告五 一、实验目的 设计相应的信号调理电路,然后利用通过对脉搏信号进行测量,来进行实时显示测量结果。 二、实验内容 设计一个脉搏测量仪可实现对人体脉搏信号的测量和显示功能。 三、实验环境 计算机、MULTISIM仿真软件 四、实验方案 脉搏测量仪系统总框图,如图1所示。系统由五个部分组成:信号采集单元,信号调理单元,信号整形单元,频率计测量单元,显示单元。 信号采集单元主要是选用合适的传感器将脉搏的压力信号转换为电信号,一般传感器输出的电压都在几毫伏左右。 信号调理单元主要包括信号的低通滤波,以及实现信号的放大,经过信号调理单元,几毫伏的脉搏信号的电压被放大为4V-5V左右。 信号整形单元则将模拟信号转化成数字信号,将脉搏信号转换为同频率的脉冲。 频率计测量单元和显示单元由一个数字频率计完成其功能。 信号整形单元信号调理单元脉搏采集单元 频率计测量显示单元

图1 系统总体框图 五、实验步骤 1、数字频率计仿真设计 如图所示,当给予方波信号时,频率计开始计数,计数范围取决于上输入信号的频率及选通信号的频率,这里取输入信号频率f=1000Hz,选通信号F=10Hz,相当于在1秒内可计100个脉冲,计数范围可由选通信号的频率和输入的计数信号的频率来决定 2、采集信号放大电路电路 由于对于脉搏测量仪,其要求在脉搏信号频率范围内,不失真的放大所采集的微弱信号,因此需要对所采集的信号进行放大;由于脉搏信号的频率在1.33HZ 左右,正常情况下不会出现高于2HZ的信号,因此需要设计一个低通滤波器,用来滤去高频信号;而整形的时是为了将输入的信号变为方波。滤波器的载止频率

一种新型信号调理电路的设计

一种新型信号调理电路的设计 娄莹1,王雪洁2 (1鞍山科技大学电子信息工程学院,辽宁鞍山114044;2浙江大学城市学院信息与 电子学院,杭州310015) 摘要:介绍一种能对各种不同的标准信号、非标准信号进行采集的通用电路。采用一种很新颖的设计方法,在不改变硬件情况下,使用软件进行简单的设定,通过单片机完成对光继电器的控制及数字电位器的调节从而实现对不同信号的采集。 关键词:单片机;光继电器;数字电位器 中图分类号:TP212文献标识码:B文章编号:1001-1390(2005)08-0043-03 !LOUYing1JWANGXue-jie2 (1.CollegeofElectrical&InformationJAnshanScienceandTechnologyUniversityJ Anshan114044JLiaoningJChinaZ2.SchoolofInformation&ElectricalEngineering,ZhejiangUniversityCityCollegeJHangzhou310015JChina) Abstract_Describesageneralcircuitusedtosampleforallkindofdifferentstandardandnon-standardsignals.AnewtypedesignmethodisusedJitdoesnotchangehardwareandonlycarriesoutsimplesetting-upbysoftwareJcouldfinishcontrollightmicrorelayandadjustdigitalpotentiometerthroughSCMJanddifferentsignalcouldbesampled. Keywords_SCMZlightmicrorelayZdigitalpotentiometer DesignofaSignalAdjustCircuit 0引言 在实际生产中往往需要对多种物理信号进行检测以便实现计量和控制,针对不同的信号往往需要不同的采集电路[1-5],这样一来在设计、安装与调试方面就存在很多不便之处。本文提出一种通用的可对多种信号进行采集的信号调理电路。若将此电路应用于仪器仪表中,则不必开箱,只需通过软件设定即可接收工业现场常见的各种信号,并可同时对八个通道模拟量进行采样记录,各个通道完全隔离。本电路适用于精密物理量测量的场合,如煤气、水、蒸汽、重油等资源流量的测量。 1硬件设计 信号调理电路单路输入的硬件结构如图1所示,包括信号输入、放大、单片机控制等几大部分。 信号输入电路由精密基准电源MAX872、光继电器AQW212E、运放4502及精密仪表开关电容模块LTC1043等组成。其中精密基准电源的使用一方面提升输入信号的电位,避免低电位测量时的干扰误差;另一方面作为一路检测电路,其测量结果可以修正其它回路的检测结果,实现系统的在线自校正。MAX872具有较宽的电压输入范围(2.7~20V),输出精度可达2.500V±0.2%。LTC1043CN是双精密仪表开关电容,电容外接,多用于精密仪表放大电路、压频转换电路和采样保持电路等。当内部开关频率被设定在额定值300Hz时,LTC1043CN的传输精确度最高,此时电容器CS和CH大小均为1μF。LTC1043CN和运放LT1013组成差分单端放大器,采用LTC1043CN为差分输入的电压采样值,电压保持在电容器CS上并送到接地参考电容器CH中,而CH的电压送到LT1013的非反相输入端放大。LTC1043CN是通过电容完成电压的传输,使电压由差分输入变为单端输入,并起到了很好的信号隔离作用,在本设计中双电容的巧妙 43 --

信号转换板说明书

学校开发板说明书: 系统供电: 信号转换板包含小信号放大及转换模块、数字量转模拟信号(电流、电压)模块、电流转电压模块、CPLD模块四个部分。所需电源为+12V,-12V,+5V。P端为电源输入端。 1.mv信号转4-20ma/0-5V输出 AD694完成0-2V电压/4-20ma的线性转换。 A1端子为信号输入及输出管脚 Vin+:小信号(mv)输入电压正级; Vin-:小信号(mv)输入电压负级; Io:4-20ma输出正端; G:模拟地; Vo:0-5V电压输出端; 跳线选择: JP1、JP2同时1-2短接时,输入信号选择端子输入; JP1、JP2同时2-3短接时,输入信号选择板上电桥输入。此时调节R3阻值可改变信号大小。JP13默认为2-3短接,4-20毫安输出电流从内部R2流过; JP13 1-2短接,4-20毫安输出电流从外接端子流过。系统上电时需注意切不可将Io与模拟地(G)断开,否则会烧毁AD694; JP14 1-2短接,输出为电压信号,JP14的2-3短接输出为电流信号; 仪表放大电路 AD620为仪表放大器,改变RG大小可改变其放大倍数,输出电压从Vo端输出(JP14 1-2短接)。放大倍数为: 4-20ma电流输出: 若需4-20毫安输出(JP14 2-3短接),此时应将AD620的输出电压调低到2V以下,其对应关系为0-2V与4-20毫安对应; 2.4-20ma/0-5V输出 RCV420完成4-20ma/0-5V转换 A3端子为信号输入及输出管脚 Iin+:4-20ma电流信号输入端,电流从该端流入,从G端流出; Iin-:4-20ma电流信号输出端,电流从G端流入,从该端流出; Vo1:0-5V电压输出端(JP13 1-2短接); G:模拟地; Vo2:低于5V电压输出端(JP13 2-3短接);输出大小调节电阻R5;

信号调理电路的原理、功能

什么是信号调理?信号调理电路的原理,信号调理模块的功能 [导读] 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。模拟传感器可测量很多物理量,如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据,因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化,因此,在变换为数字数据之前必须进行调理。 信号调理电路原理 信号调理电路往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 模拟传感器可测量很多物理量,如温度、压力、力、流量、运动、位置、PH、光强等。但是传感器信号不能直接转换为数字数据,因为传感器输出是相当小的电压、电流或变化,因此,在变换为数字数据之前必须进行调理。 调理就是放大,缓冲或定标模拟信号,使其适合于模/数转换器(ADC)的输入。然后,ADC对模拟信号进行数字化,并把数字信号送到微控制器或其他数字器件,以便用于系统的数据处理。 信号调理电路技术

1.放大 放大器提高输入信号电平以更好地匹配模拟-数字转换器(ADC)的范围,从而提高测量精度和灵敏度。此外,使用放置在更接近信号源或转换器的外部信号调理装置,可以通过在信号被环境噪声影响之前提高信号电平来提高测量的信号-噪声比。 2.衰减 衰减,即与放大相反的过程,在电压(即将被数字化的)超过数字化仪输入范围时是十分必要的。这种形式的信号调理降低了输入信号的幅度,从而经调理的信号处于ADC范围之内。衰减对于测量高电压是十分必要的。 3.隔离 隔离的信号调理设备通过使用变压器、光或电容性的耦合技术,无需物理连接即可将信号从它的源传输至测量设备。除了切断接地回路之外,隔离也阻隔了高电压浪涌以及较高的共模电压,从而既保护了操作人员也保护了昂贵的测量设备。 4.多路复用 通过多路复用技术,一个测量系统可以不间断地将多路信号传输至一个单一的数字化仪,从而提供了一种节省成本的方式来极大地扩大系统通道数量。多路复用对于任何高通道数的应用是十分必要的。 5.过滤

脉搏测量仪设计

第1章概述 随着科学技术的发展,脉搏测量技术也越来越先进,对脉搏的测量精度也越来越高,国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪,而其中关键是对脉搏传感器的研究。起初用于体育测量的脉搏测试集中在对接触式传感器的研究,利用此类传感器所研制的指脉、耳脉等测量仪各有其优缺点。指脉测量比较方便、简单,但因为手指上的汗腺较多,指夹常年使用,污染可能会使测量灵敏度下降:耳脉测量比较干净,传感器使用环境污染少,容易维护。但因耳脉较弱,尤其是当季节变化时,所测信号受环境温度影响明显,造成测量结果不准确[3]。过去在医院临床监护和日常中老年保健中出现的日常监护仪器,如便携式电子血压计,可以完成脉搏的测量,但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊,每次测量都需要一个加压和减压的过程,存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。 近年来国内外致力于开发无创非接触式的传感器,这类传感器的重要特征是测量的探测部分不侵入机体,不造成机体创伤,能够自动消除仪表自身系统的误差,测量精度高,通常在体外,尤其是在体表间接测量人体的生理和生化参数。 其中光电式脉搏传感器是根据光电容积法制成的脉搏传感器,通过对手指末端透光度的监测,间接检测出脉搏信号。具有结构简单、无损伤、精度高、可重复使用等优点。通过光电式脉搏传感器所研制的脉搏测量仪已经应用到临床医学等各个方面并收到了理想效果。 人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,是血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播,这种波成为脉搏波[4]。从脉搏波中提取人体的心理病理信息作为临床诊断和治疗的依据,历来都受到中外医学界的重视。脉搏波所呈现出的形态(波形)、强度(波幅)、速率(波速)和节律(周期)等方面的综合信息,在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征,因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景[5]。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。 第2章总体设计思想

信号调理电路概论

摘要 信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出之。把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。但由于传感器信号不能直接转换为数字数据,这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化,因此,在变换为数字信号之前必须进行调理。调理就是放大,缓冲或定标模拟信号等。信号调理将把数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统,这是通过直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。若信号很小,则要经过放大将信号调理到采集卡能够识别的范围,若信号干扰较大,就要考虑采集之前作滤波了。 关键词:放大器,传感器,滤波,信号采集

1设计任务描述1.1设计题目:信号调理电路 1.2设计要求 1.2.1设计目的 (1)掌握传感器信号调理电路的构成,原理与设计方法(2)熟悉模拟元件的选择,使用方法 1.2.2基本要求 (1)输出幅度在0-3V,线性反应输入信号的幅值 (2)信号的频率范围在50Hz-10KHz (3)匹配的信号源一般复读在100mv,内阻10KΩ左右(4)匹配的负载在100kΩ左右,信号传输的损失尽量小 1.2.3发挥部分 (1)超出上下限的保护电路及指示 (2)电桥信号采集 (3)其他

2设计思路 这次我们小组课程设计的题目是信号调理电路。 信号调理往往是把来自传感器的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号。 在初始阶段用一个电压跟随器来发出信号,利用一个电桥收集信号并发出差分电压,选择放大器与传感器正确接口,使放大器与传感器特性匹配,测量应变片传感器通常要通过桥网络,用高精度和非常低漂移(随温度)的精密电压基准驱动放大器A1。这可为桥提供非常精确、稳定的激励源。因为共模电压大约为激励电压的一半,所以被测信号仅仅是桥臂之间小的差分电压。放大器A2、A3、A4必须提供高共模抑制比,所以仅测量差分电压。这些放大器也必须具有低值输入失调电压漂移和输入偏置电流,以使得从传感器能精确地读数。 在电路的输出端接入一个小绿灯,来判定电路的电压是否超出题目要求范围,并由示波器显示激励源的波形

飞思卡尔单片机AD转换模块简介

A/D转换模块 1、A/D转换原理 A/D转换的过程是模拟信号依次通过取样、保持和量化、编码几个过程后转换为数字格式。 a)取样与保持 一般取样与保持过程是同时完成的,取样-保持电路的原理图如图16 所示,由输入放大器A 1、输出放大器A 2 、保持电容C H 和电子开关S组成, 要求 A V1 * A V2 = 1。原理是:当开关S闭合时,电路处于取样阶段,电容 器充电,由于 A V1 * A V2 = 1,所以输出等于输入;当开关S断开时,由于 A 2输入阻抗较大而且开关理想,可认为C H 没有放电回路,输出电压保持不 变。 图16 取样-保持电路 取样-保持以均匀间隔对模拟信号进行抽样,并且在每个抽样运算后在足够的时间内保持抽样值恒定,以保证输出值可以被A/D 转换器精确转换。 b)量化与编码 量化的方法,一般有舍尾取整法和四舍五入法,过程是先取顶量化单位Δ,量化单位取值越小,量化误差的绝对值就越小,具体过程在这里就不做介绍了。将量化后的结果用二进制码表示叫做编码。 2、A/D转换器的技术指标 a)分辨率 分辨率说明A/D转换器对输入信号的分辨能力,理论上,n位A/D转换器能区分的输入电压的最小值为满量程的

1/2n 。也就是说,在参考电压一定时,输出位数越多,量化单位就越小,分辨率就越高。S12的ATD模块中,若输出设置为8位的话,那么转换器能区分的输入信号最小电压为19.53mV。 b)转换时间 A/D转换器按其工作原理可以分为并联比较型(转换速度快ns级)、逐次逼近型(转换速度适中us级)、双积分型(速度慢抗干扰能力强)。 不同类型的转化的A/D转换器转换时间不尽相同,S12的ATD模块中,8位数字量转换时间仅有6us,10位数字量转换时间仅有7us。 S12内置了2组10位/8位的A/D模块:ATD0和ATD1,共有16个模拟量输入通道,属于逐次逼近型A/D转换器(这个转换过程与用天平称物的原理相似)。 1、功能结构图

信号调理模块

一、信号调理模块 信号调理模块也称隔离变送器模块,它们可将接收设备产生的±V、±mA和±mV各种信号,经过此模块变送成客户所需要的各种信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备,能有效地抑制各种设备之间信号干扰,解决各种设备之间“地”电位差的问题。广泛应用于石油、化工、水处理、冶金、制药、电力、水泥、造纸、公用事业自动化等领域。该产品包括信号隔离变送器模块、隔离栅、安全栅。芯片式国际标准引脚板载模块和标准DIN卡装产品能满足不同的场合对安装方式的要求;普通产品和本质安全产品能满足不同区域对防爆的要求。基于独有的专利技术,产品在高精度、低温漂、高隔离、高可靠性等方面具有独特的技术优势,能为客户在信号隔离、调理、变送等方面提供整体解决方案。 信号调理模块广泛应用于压力、流量、温度、液位等各类仪表输出端口,可实现信号的隔离传输、切断地回路干扰,信号的远距离传输,有效解决现场干扰及仪表端口保护。该系列产品内部采用电磁隔离技术,电源输入、信号输入、信号输出、配电输出之间相互隔离,相比光耦各类,产品具有更好好的温漂特性和线性度。 ü高传输精度:0.1% ü高线性度:0.1% ü低温漂:0.0035%F.S./℃ ü高电气隔离:2500VDC ü工业级温度:-25~71℃(工作温度) ü高可靠性:MTBF>50万小时 高精度正负信号系列信号调理模块 继直流正负双极性电压信号(±5V;±10V)输入输出的高精度隔离变送器—TxxxxCP推出之后,又成功的推出了两款正负信号隔离变送模块-TxxxxAP(± 5V/±10V→0~5/10V)和TMxxxxCP(±10~±100mV→±5V/±10V),进一步地补充和完善了正负信号系列产品类型,它们接收设备产生的±V和±mV双极性电压信号,经过此系列模块变送成客户所需要的信号并隔离传送到控制室的PLC/DCS/显示仪表等接收设备,能有效地抑制各种设备之间信号干扰和解决各种设备之间“地”电位差的问题。 生产过程监视和控制要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,甚至还有高达数千伏、数百安培的信号要处理,各种设备之间就存在相互干扰的问题,而这些干扰又是系统调试中必须要解决的问题。除了这些干扰,还要解决各种设备仪表的“地”,即信号参考点的电位差的问题,要使信号精准传送,理想化的情况是所有设备仪表的信号有一个共同的参考点,即共有一个“地”,也就是说所有设备仪表信号的参考点之间电位差为“零”。要解决以上问题,都可以通过mornsun 隔离模块有效地滤除各种干扰信号和保证各个外接设备仪表信号之间隔离,即保证它们之间没有“地”的关系。 此系列产品需要独立供电,电源输入电压24/15/12VDC多种选择,且带电源反接保护功能;采用独有的磁电隔离技术,电源、输入、输出和配电间相互隔离;具有高精度等级(0.1%F.S.)、高线性度(0.1%F.S.)、极低温漂(35ppm/℃)、工业级温度范围(-25℃~+71℃)、高隔离(电源/输入/输出相互2.5KVDC)等

隔离器使用

隔离器使用 生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲,有直流低频范围的,也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外,解决各种设备、仪表的“地”,也即信号参考点的电位差,将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送,那就存在信号参考点问题。换句话说,要使信号完整传送,理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点,也即共有一个“地”。进一步讲,所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中,这一点几乎是不可及的,这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外,尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同,以及导线接点经受风吹雨淋,导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。 两个现场设备仪表(1#,2#)向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10VDC信号。理想情况,PLC及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰,这样从PLC 输入来看,接收正确。但正如前所述,两个现场设备通常有“地”电位差,举例来讲,1#设备“地”与PLC“地”同电位,2#设备比它们的“地”电位高0.1V,这样1#设备给PLC的信号为0-10V,而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,误差就产生了,同时1#,2#设备的“地”线在PLC汇合联接。将0.1V电压施加在PLC地线条上,有可能损坏PLC局部“地”线,同时在显示错误数据,由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中,使用美国AB-PLC接国内某厂家手操器。AB-PLC的数据采集板有每八个通道,八个通道共用一个12位A/D,经过变换后,由12个光耦实现与主机隔离。它的八个通道输入之间并没有隔离,致使八个通道输入信号每个单独接入采集板均正常,接入两个或多于两个外部信号时,显示数字乱跳,故障无法排除。又如航天某部门测试发动机各点温度,使用K型偶作为传感器,同上述相似,仅测试一点一切正常,但是向主机接入两点或两点以上温度时,显示的温度明显错误。这两种情况在接入隔离器后,均正常。 隔离器之所以能起到这个作用,就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲,输入/输出之间没有共同“地”,外来信号不管是0-10V,或带着+10V干扰的10V-20V经隔离后均为0-10V,也即隔离后新建立的PLC“地”与外部设备、仪表“地”没关系。正是由于这个原因,也实现输入到PLC主机的多个外接设备仪表信号之间隔离,也即它们之间没有“地”的关系。 上面谈了输入到PLC信号的隔离,同样在PLC向外部信号设备传出信号也有类似现象问题。显然采用隔离器亦能达到解决问题的目的。 谈到PLC向外部设备、仪表发送信号,有一种情况经常遇到:要求PLC的输出即能给显示仪表,又能传送给变频器一类的设备。欲彻底解决干扰问题,推荐使用隔离式信号分配器。这种隔离器即实现PLC输出信号与外设隔离,同时实现外设之间隔离。有时现场仪表在配套时,由于协调不利,产生了如

脉搏信号调理电路的设计

脉搏信号调理电路的设计 摘要:脉搏作为人体重要的生理及病理参数之一,其信号具有重要的研究价值。针对其信号微弱、频率低且易受干扰的特点,文中首先提出了信号调理电路设计的要求,然后有针对性地选择元器件并设计硬件电路,最后对所设计的硬件电路进行实际测试。结果表明该调理电路具有输出波形稳定、噪声小和共模抑制比高的特点,提高了脉搏信号采集的精度。关键词:脉搏;信号调理;电路设计 Design of Circuit for Conditioning the Pulse Signals ZHANG Jin-bang,LIU Jun (Graduate Management Team,Engineering University of CAPF,Xi”an710086)Abstract: Pulse is one of the most important index of the human physiology and pathology,and provided with important medical researchful value . Basede on the characteristic of weak,low frequency and easily can be disturbed of pulse signals. The request of conditioning circuit for pulse signals is proposed,and the necessary compinents are elected in accordance with the characters of pulse,and the circuit is design. There are the circuit of prepose amplification,the circuit of zero,the circuit of restricting the signals 50 Hz,the circuit of band-pass filter and the circuit of secondary amplification. The circuit of hardware designed has been tested,and the measurement shows that the conditioning circuit of pulse signals possesses the advantages of high CMMR(common model restrain ration),low noise,the output is stabilization,and has enhanced the precision of collection for pulse signals.

课程设计电子心率计设计

1.设计前言 心率是人体的一项重要生理参数,在现代医学中,心率对于血液循环和心脏功能领域的研究具有重要意义。心率计是医学中用来测量人体心率的装置,高精度心率计的研究开发历来是医学仪器领域的一项重要课题。本设计便旨在通过已学的电路和硬件知识,设计一款简易的数字心率计。在本设计中由于脉搏频率与心率相同,测量心率可以用测量脉搏近似得到,因此本设计将人体脉搏作为测量对象。本设计将采用multisim软件来绘制电路。 设计流程: 要实现对脉搏的测量,首先要用传感器测量得到脉搏信号。 信号得到后,因为原始信号比较微弱,需要用放大电路将其放大到一个合适的幅度。 放大后的信号中会夹杂有各种噪声,因此需要经过滤波电路对其进行滤波处理,以消除噪声,提高信号信噪比。 为使信号能够在计数器中实现计数,需要对信号进行整形处理,将信号由一个不规则信号整理为可用于计数的方波或脉冲信号。 信号经过整形后,由于设计要求实现在短时间内测量一分钟心率的功能,需要在计数前对信号进行倍频处理,以实现上述功能。 经过之前一系列处理后,信号将进入计数器进行计数,其中计数器需要用相应的定时器配合完成该步骤,定时器同样要实现短时间内测量一分钟心率的功能。 计数器输出的信号是可用于显示频显示的七位BCD码,将其连入显示频显示。同时将该信号送入比较器中与预设的数值进行比较,当测量值在预设范围之外时将通过报警电路进行LED灯报警,表示所测得的心率超出正常范围。 设计流程的图示如下:

附:心率的生理意义 人的心脏比握紧的拳头稍大,平均重量为300g。它是人体内“泵器官”,负责人体血液循环。心脏每天跳动超过10万次,累计使8千多公升的血液,流经约1万9千公里长的动静脉,从而维持血液循环。心脏有四个腔,分别是左心房、右心房、左心室和右心室。右心房接受全身各器官回流的含氧低静脉血并输入右心室,右心室把血液泵入肺脏进行氧气与二氧化碳的气体交换。左心房将自肺脏返回的含氧高的动脉血输入左心室,左心室再将血液输送至全身器官。从我们出生的那一刻起,心脏便24小时不停地工作,为全身输送氧气和养分。心脏能够这样周而复始地有规律地工作,是因为心脏有一个天然的起搏器——窦房结,它能自发地、有节律地发放电脉冲,并沿着结间束、房室结、希氏束和左右束支这一固定的激动传导途径由上向下传遍整个心脏,使心脏各个腔室顺序收缩,完成运送血液的工作。心脏的正常工作要求心脏节律发放和传导系统的结构和功能正常。心率(heart rate)指心脏分钟搏动的次数,它能够反映心脏的工作状态。正常心率决定于窦房结的节律性,成人静息时约60~100次/min,平均约75次/min。心率可因年龄、性别及其他因素而变化。初生儿心率约130次/min,随年龄增长而逐渐减慢,至青春期乃接近成人的心率。女性心率比男性稍快;运动员心率较慢。成人安静心率超过120次/min者,为心动过速;低于40次/min者为心动过缓。心率受植物性神经和体液因素调节。安静或睡眠时,心迷走中枢紧张性增高,心交感中枢紧张性降低,心率减慢。运动、情绪激动、精神紧张时,心迷走中枢紧张性降低,心交感中枢紧张性升高,心率加快。肾上腺素、去甲肾上腺素、甲状腺素等体液因素也会增快心率。此外,体温每升高1℃,心率加快12~20次/min。

热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真

目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景与意义 (1) 1.2 设计目的与要求 (1) 1.2.1 设计目的 (1) 1.2.2 设计要求 (1) 第2章设计原理与内容 (2) 2.1 热电偶的种类及工作原理 (3) 2.1.1热电偶的种类 (3) 2.1.2工作原理分析 (4) 2.2 设计内容 (4) 2.2.1 总体设计 (4) 2.2.2 原理图设计 (5) 2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7) 第3章器件选型与电路仿真 (8) 3.1 器件选型说明 (8) 3.2 电路仿真 (8) 第4章设计心得与体会 (9) 参考文献 (10) 附录1:电路原理图 (11) 附录2:PCB图 (11) 附录3:PCB效果图 (11)

第1章绪论 1.1 课题背景与意义 温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。本设计中正是关于温度的测量,采用热电偶温度测量具有很多的好处,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。 同时,热电偶作为有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常在日常生活中被应用,如测量炉子,管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。热电偶作为一种温度传感器,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 1.2 设计目的与要求 1.2.1 设计目的 (1) 了解常用电子元器件基本知识(电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路); (2) 了解印刷电路板的设计和制作过程; (3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法; (4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧; (5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计,并利用仿真软件进行电路的调试。 1.2.2 设计要求 选用热电偶温度传感器进行温度测量,要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。设计传感器的信号调理电路,实现以下要求: (1)将传感器输出4.096-12.209mV的信号转换为0-5V直流电压信号; (2)对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据; (3)电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容; (4)电路的基本工作原理应有一定说明; (5)电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性

ZCM1060_ds 信号调理模块

—————————————概述 ZCM1060系列无源信号隔离变送器,应用于4~20mA 电流输入,4~20mA 电流输出的信号隔离变送场合。本产品采用电磁隔离技术,实现4~20mA 的标准信号的高精度和高线性度的隔离。ZCM1060隔离电压高达3KVDC ,精度和线性度达到0.1%。它为数据采集前端或传感器输出端口等应用场合提供了理想的信号隔离和抗干扰解决方案。 ——————————————产品特性 ◆ 无需辅助电源供电; ◆ 输入电流:4~20mA ; ◆ 输出电流:4~20mA ; ◆ 信号传输精度:0.1%; ◆ 高线性度:0.1%; ◆ 频率响应:50Hz ; ◆ 工作温度:-25℃~+71℃; ◆ 高隔离电压:3000VDC ; ◆ 负载能力:20mA 输入时,≤300Ω; ◆ 低功耗:20mA 输入时,输入输出压降<3V 。 ————————————产品应用 ◆ 传感器或现场设备的输出端口; ◆ PLC 、DCS 、仪器仪表前端; ◆ 数据采集前端; ◆ 其他信号隔离变送应用场合; ◆ …… ZCM1060D/S 无源信号隔离变送器 广州致远电子股份有限公司 ———————————————订购信息 —————————————————————————————————原理框图 图 1.1 原理框图 图 1.1所示为ZCM1060系列信号隔离变送模块的原理框图。输入电流信号被调制电路被调制到载波上,由隔离变压器传送到输出端。输出端通过解调电路将电流信号还原,从而实现信号的低失真电磁隔离。

修订历史

目录 1. 电气特性 (1) 1.1 特性参数 (1) 2. 特征曲线图 (2) 2.1 绝缘特性 (2) 3. 产品列表 (3) 4. 应用 (4) 4.1 典型电路 (4) 4.2 一路输入多路输出 (4) 4.3 前馈供电 (4) 4.4 后馈供电 (5) 5. 引脚信息 (6) 5.1 引脚图 (6) 5.2 引脚定义 (6) 6. 机械尺寸 (7) 6.1 ZCM1060D机械尺寸 (7) 6.2 ZCM1060S机械尺寸 (7) 7. 免责声明 (9)

信号隔离器校验规程

信号隔离器校验规程 1计量特性 1.1 输入(4~20)mA 输出(4~20)mA 1.2 显示基本误差:士O. 5% 1.3 工作方式:快速测量<3秒 1.4供电电源:220VAC士10% 频率:50Hz士1Hz 2校准条件 2.1环境条件:温度:(0?40)℃,相对湿度:(30?80%)RH 2.2校准设备 a.数字多用表/校验仪不低于0.1级; 一般指具有直流标准电流、标准电压、毫伏输出和测量功能的数字多用表。b.直流电阻箱 0.02级 3校准项目及方法 3.1外观检查 a.仪表外形结构完好,铭牌标志齐全,扳键开关灵活自如。 b.仪表内部电子器件无松动,插接板连接牢。 3.2校准程序 a.按照使用说明书正确接线,通电。 b.量程的调整:用校验仪为信号隔离器提供直流信号,调整输入信号为其量程的100%,调节满度调整旋钮SPAN,使仪表的输出值为(5.000±0.004)V。 c.零点的调整:用校验仪为信号隔离器提供直流信号,调整输入信号为其量程

的0%,调节零点调整旋钮ZERO,使仪表的输出值为1.000±0.004V。零点和量程反复调整,直到满足仪表准确度为止。 4校准结果的表达 4.1 误差计算 允许误差=±(仪表输出上限-仪表输出下限)×准确度等级/100 仪表的误差=示值-理论显示值 仪表的回差=|上行程示值-下行程示值| 仪表的回差≤│允许误差│ 4.2 仪表校准时,先不进行调整,进行初校并记录有关数据。如初校不合格,进行调整直至校准合格后,再次记录有关数据。 4.3 在读取标准值、被检值及误差计算过程中,小数点后保留的位数应以舍入误差小于仪表允许误差的1/10为限。判定仪表是否合格应以舍入以后的数据为准。 5校准间隔 5.1一般A类校准间隔不超过12个月,B、C类校准间隔不超过24个月; 5.2需随主体设备检修进行校准,A类不得超过24个月,B类、C类不得超过36个月。 6 参考文件 JJF 1071国家计量校准规范编写规则 JJF 1001 通用计量术语及定义 GBT/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

RS485,232转0-5v模拟信号,数字模块

RS485,232转模拟信号,数字模块 工业现场传感器与PLC/FCS/DCS、仪器仪表之间输入输出的模拟信号隔离放大器(亦称模拟量隔离变送器)属于模拟信号调理的范畴。模拟信号隔离放大器能有效保护各级控制回路,消除或减弱环境噪声对测试电路的影响,抑制公共接地、变频器、电磁阀及浪涌脉冲对设备的干扰,同时对下级设备具有信号限压、扼流的功能。是变送器、仪器仪表、变频器、电磁阀、PLC/DCS输入输出及其通讯接口的可靠防护器件。对于有些环境恶劣的工业现场,控制系统错综复杂,高温、震动、潮湿和干扰信号并存,所以通过隔离放大器将输入输出模拟信号进行放大、转换、远传且各系统回路完全隔离,的确是当今自动化控制系统中抗干扰的有效措施之一。 所谓带宽(band width)又叫频宽,是指在固定的的时间可传输的资料数量,亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中,带宽通常以bps表示,即每秒可传输之位数。在模拟设备仪器中,带宽通常以每秒传送周期或赫兹 (Hz)来表示。信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。 带宽指标的测试方法如下,在输入端加上一个频率可调的正弦波模拟信号,输出端可以稳定跟随输入端信号的最大频率范围就是带宽。工业信号隔离放大器带宽指标的工程意义是什么呢?在应用当中我们如何理解“带宽”呢?带宽指标反映了隔离放大器对输入信号变化的响应速度。带宽越大,隔离放大器对信号变化的响应速度越快;带宽越小,说明隔离放大器对输入信号瞬间变化反应不敏感,在某些场合也就意味着抗干能力较强。 IRT-232/485 信号隔离D/A转换模块,可以用来输出一路电压或电流信号,也可以用来输出两路可以共地的电流或电压信号。 1、模拟信号输出 12位输出精度,产品出厂前所有信号输出范围已全部校准。在使用时,用户也可以很方便的自行编程校准。 具体电流或电压输出量程请看产品选型,输出两路信号时两路输出选型必须相同。 2、通讯协议 通讯接口: 1路标准的RS-485通讯接口或1路标准的RS-232通讯接口,订货选型时注明。 通讯协议:支持两种协议,命令集定义的字符协议和MODBUS RTU通讯协议。可通过编程设定使用那种通讯协议,能实现与多种品牌的PLC、RTU或计算机监控系 统进行网络通讯。 数据格式:10位。1位起始位,8位数据位,1位停止位。 通讯地址(0~255)和波特率(2400、4800、9600、19200、38400bps)均可设定;通讯网络最长距离可达1200米,通过双绞屏蔽电缆连接。 通讯接口高抗干扰设计,±15KV ESD保护,通信响应时间小于100mS。 3、抗干扰 可根据需要设置校验和。模块内部有瞬态抑制二极管,可以有效抑制各种浪涌脉冲,保护模块,内部的数字滤波,也可以很好的抑制来自电网的工频干扰。 ● 低成本、小体积模块化设计● RS-485/232接口,隔离转换成标准模拟信号输出● 模拟信号输出精度优于 0.2%● 可以程控校准模块输出精度● 信号输出 / 通讯接口之间隔离耐压3000VDC ● 宽电源供电范围:8 ~ 32VDC● 可靠性高,编程方便,易于安装和布线 ● 用户可编程设置模块地址、波特率等● 可设置成主机来读取产品数据实现远

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