Преобразователи сигналов

Назначение преобразователей сигналов

Приборы решают разные задачи. Основные:

• Обработка, усиление и преобразование сигналов выхода с первичных датчиков в сигналы унифицированного типа для дальнейшей обработки в системе (это могут быть аналоговые сигналы 0-5 мА, 0/4-20 мА, 0-1/10В, ±20 мА, ±10В или дискретные с TTL-уровнем)
• Линеаризация характеристики от первичного преобразования
• Обеспечение помехоустойчивости системы
• Мониторинг, управление и сигнализация (многие современные приборы оснащены компараторами и специальными функциями для сбора данных)

Модели приборов и аналоги

Существует разделение всех приборов на основные типы – аналоговые и цифровые преобразователи. Для каждого типа характерны свои особенности. Преобразователи цифрового типа оснащены электронными средствами обработки данных, могут производить вычисления величин, а также архивировать данные и передавать по промышленным протоколам. Аналоговые же приборы уступают в функционале, но конструктивно проще, а также экономичнее и надежнее.

В сводной таблице указаны некоторые особенности:

Тип	Входы	Скорость	Выходы	Функции
Цифровые преобразователи	Ток Напряжение Термосопротивления (Pt, Ni и т.п.) Термопары Резистивные датчики Линейные потенциметры Частотные входы (таймер, счетчик, частотомер) Тензометрические датчики	Настраиваемая на количество/сек. (0,5…7500)	Аналоговый (ток, напряжение) Контакты реле Цифровой (интерфейсы RS232, RS485) Частотно-модулированный	Вычисление сопутствующих величин (мощности, коэффициенты мощностей и т.п.), фильтрация разных типов, сторожевые таймеры, компенсации линий сопряжений датчиков, функции хранения/архивации/регистрации и передачи больших объемов данных, регулирование и сигнализация
Аналоговые преобразователи	Ток Напряжение Термосопротивления (Pt, Ni и т.п.) Термопары Резистивные датчики Линейные потенциометры	Непрерывные измерения	Аналоговый (ток, напряжение) Контакты реле	Регистрация пиков, сигнализация неисправностей, настройки и коррекции входного и выходного сигнала, масштабирование, регулирование и сигнализация

Преимущества преобразователей сигналов

Преимущества преобразователей, как и их недостатки наиболее выражены, если сравнивать разные типы друг с другом. Для ситуации же в целом, использование нормирующих преобразователей дает такие преимущества:

• Повышается помехоустойчивость системы в целом
• Обеспечивается оптимальное согласование первичных датчиков и преобразователей с системой управления (для датчиков без унифицированного выхода использование нормирующих преобразователей необходимо)

Принцип работы прибора

Общий рабочий принцип нормирующих преобразователей можно пояснить по блоковой схеме. Аналоговый это или цифровой прибор, у него имеется блок входа и первичного усиления/согласования сигнала, блок обработки сигнала и блок формирования и вывода результата преобразования. Сигнал последовательно проходит все эти блоки и передается в систему в унифицированном виде.

В отдельных случаях, преобразователи снабжаются отдельными функциями, например – контактами реле и решают задачи регулирования.

Области применения

Сфера применения нормирующих преобразователей (и цифровых, и аналоговых) обширна:

• Промышленные системы автоматизации
• Системы управления/сбора данных
• Сфера образования, наука (стенды и лаборатории)
• Химия, медицина
• Энергетика
• Сельское хозяйств, аграрная промышленность
• Нефтегазовая индустрия
• Машиностроение
• Опытное производство

Недостатки

Для ситуации в целом характерен такой момент:

• Специализированность и относительно жесткая привязка преобразователя к определенным типам датчиков и их диапазонам измерения