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工业应用中传感器数字I/O模块的选择

工业应用中传感器数字I/O模块的选择

数字传感器以及由数字信号驱动的激励器的应用非常广泛,几乎所有现实中的变量(如温度、流量、压力、速度等等)测量中都可以找到数字传感器的应用,其数字输出有多种格式,本文首先根据输出信号和电路接口的类型对数字传感器分类,然后指出在选择与传感器接口的数字I/O模块时应注意哪些问题。
  数字传感器与模拟传感器不同,模拟传感器的输出值是一个在整个输出范围内连续变化的值,而数字传感器的输出值只有两种,非“0”即“1”.轻触开关(touch switch)就是数字传感器的一个最简单的例子,在未被按下时,轻触开关通常是一个阻抗无穷大的开路电路,而按下之后,就变成一个阻抗为零的短路电路。在将数字传感器与数据捕获设备对接时,必须考虑一些可能影响接口性能的关键因素。下文中,我们将介绍这些关键因素,并为你提供一种简易方法,以指导你正确选择适合你应用的数据捕获设备。
  数字传感器的分类
  由于技术进步,市场上出现了各种各样复杂的数字传感器,而且如今的传感器已经能够产生一长串的开关状态转换,使用这些传感器时,输出脉冲序列的频率特性,甚至是脉冲形状都能表征传感器的测量结果,从而使得连续测量变为可能。
  图1按照传感器输出的驱动信号的信号特征对传感器进行分类(有5种),其中,45%的数字传感器是以数字线的开关状态表征输出,35 %以输出信号的频率表征输出,12 %则是以输出信号的占空比来表征输出,另有6%以时间间隔表征,2%以脉冲数表征。

  在选择捕获传感器数据所需的工业数字模块时,能够表达传感器测量结果的信号特征是第一个需要考虑的选择参数。在决定你所选择的数字I/O模块中是否需要计数器时,这一参数十分重要。
  吸入和泵出这两个术语定义了负载中直流电流的流向控制。吸入型器件为电流提供一条到地的通路,不负责为设备供电。凡名字中包含NPN、集电极开路和IEC负逻辑这些术语的器件都属于吸入型器件。泵出型器件提供电源或一个正电压,将电流灌入负载。凡名字中包含PNP、发射极开路、常低和IEC正逻辑等术语的器件都属于泵出型器件。
  吸入和泵出的概念与用来完成操作的元件无关(不论元件是晶体管、机械继电器还是其它)。这一概念对任何DC电路均适用,但用于实现这一电路的元件可以有多种选择。

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