0-10V模拟量采集模块,模数转换器
南京工业大学project2温度计设计
计算机科学与技术学院实习报告（2016 — 2017 学年第一学期）课程名称：project2班级：电子1401学号：1402140112姓名：董路指导教师：方强,武晓光2017年1月目录第一章：详细描述课题功能要求和指标，介绍课题系统的设计框图 (1)第二章：硬件介绍 (1)实验设计思路 (1)显示模块 (2)AD转换模块 (4)检测电路： (6)键盘模块： (6)第三章：代码介绍 (7)流程图： (9)第四章：测试与总结 (9)电路图： (11)第一章：详细描述课题功能要求和指标，介绍课题系统的设计框图设计温度采样电路，显示现在温度。
并包括报警电路，键盘输入温度限制模块，ad转换模块，显示模块，温度采样电路。
使用文档：channel可以选择使用哪一路ad转换得知，按键键盘第一行最后一个按键是设置最高温度限制，第三行是设置最低温度限制，例如（按下最高温度设置按钮后，在按下两位数字，最高温度设置就完成了），当被测温度超过设置温度就会导致蜂鸣器报警，温度测量围是0—100℃，具有工业利用价值。
1. 11. 2第二章：硬件介绍实验设计思路温度计的设计分为以下几个模块1.温度采集2.温度元素和相关元素的转换3.Ad转换模块4.数据收集和处理5.输出模块2. 1对于数字温度计，温度采集模块使用热敏电阻将温度信号转换成电压信号，再通过ad转换模块将电压模拟量转换成数字量，传递给cpu来处理相关数据，最后将处理出来的温度信号在数码管显示出来。
●温度采集和数据转换：元器件选择RTD-PT100（PT100温度参数：当在20℃在50℃之间时，电阻值大概是100Ω到120Ω之间）恒流源产生1mA的恒定电流，PT100的电压值大概是100mV到120mV，由于tlc1543是10位的ad转换，所以最小的采样间隔是5000/1024≈4.88mV,而相应的pt100在20到50℃，变化一度欧姆相应大概变化0.385Ω，所以通过放大器放大到合适的倍数，从而使精度达到要求。
自动0-10v电压调光模块工作原理
自动0-10v电压调光模块工作原理0-10V电压调光是一种常用的LED灯控制方式，在不同应用场景下都有很好的效果。
0-10V电压调光主要运用于普通交流电供电的常见场所，如办公室，会议室，家庭等，能够实现照明亮度的控制，同时可以节省能源。
本文将重点讲解0-10V电压调光模块的工作原理。
1. 组件介绍0-10V调光模块主要由三个部分组成：调光器、电源和LED灯。
调光器是0-10V调光模块的核心部分，主要作用是调节LED灯亮度。
电源是提供电能的设备，将220V的交流电转换为合适的直流电压（一般为12V或24V）。
LED灯则是具体实现照明的阳台，其类型、数量、功率等参数取决于实际需要。
2. 工作原理0-10V电压调光模块的工作原理非常简单，主要分为以下步骤：(1) 电源工作：0-10V电压调光模块的电源是将220V的交流电转化为合适的直流电。
在电源工作时，交流电先通过变压器变压，并通过整流器将交流电转换为直流电，存储在电容器中，以保证其稳定性。
然后，直流电流通过电路板上的稳压器，被调整为适合LED灯使用的电流，并供给给LED灯。
(2) 调光器工作：调光器是0-10V调光模块的核心部分，其主要作用是控制LED灯的亮度。
在调光器工作时，它接收从控制器或0-10V的信号，并根据信号的大小、变化将合适的电压输出给LED灯。
在调光器中，一般采用的是电容分压的方法实现电压调节。
具体地说，调光器通过利用一个电容分出一个确定的电压，并将其作为反馈信号，保证输出电压的稳定性。
这种模式下，调光器所设置的一组电容可以产生不同的电压，控制LED灯的不同明亮程度，在实现照明的还可以实现节约能源的目的。
(3) LED灯工作：LED灯是0-10V调光模块的实际照明阳台，其工作方式包括两个步骤：直流转换和光学发光。
在直流转换过程中，LED灯接收0-10V调光模块输出的直流电，经过内部芯片的反向保护、驱动电路、电流稳定器等分步处理，并被转换成适合LED灯的电压，实现LED灯的实际发光。
模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理
模拟量采集模块4通道 0-10v的电路原理一、概述1. 介绍模拟量采集模块的作用和应用场景模拟量采集模块是指通过电路和传感器将实际的模拟信号转换成数字信号，以便计算机或控制器进行采集和处理。
在工业自动化控制系统中，模拟量采集模块广泛应用于温度、压力、流量等参数的实时监测和反馈控制。
2. 模拟量采集模块的基本结构和特点模拟量采集模块通常由传感器、信号调理电路、A/D转换器和数据接口等部分组成。
其特点是能够实时高精度地采集和转换模拟信号，并通过数字接口将数据传输给上位机或控制器。
3. 本文要讨论的主题和目的本文将重点介绍模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理，包括信号调理电路的设计原理和A/D转换原理，以帮助读者更好地理解和应用模拟量采集模块。
二、模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理4. 信号调理电路的设计原理模拟量采集模块的信号调理电路是将传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和隔离处理，以适应A/D转换器的输入范围，并提高信噪比和抗干扰能力。
对于4通道0-10v的模拟信号，信号调理电路需要对每个通道的信号进行单独处理，以保证采集的准确性和稳定性。
5. A/D转换原理A/D转换器是模拟量采集模块的核心部件，其作用是将模拟信号转换成相应的数字信号，并输出给上位机或控制器进行处理。
在4通道0-10v的电路中，A/D转换器需要具备较高的分辨率和采样率，以保证准确地采集和转换模拟信号。
6. 0-10v的电路原理设计在设计4通道0-10v的电路原理时，需要考虑信号调理电路和A/D转换器的匹配性和稳定性，以及整体电路的抗干扰能力和可靠性。
还需要注意功耗和成本的控制，以满足实际应用的需求。
7. 结论模拟量采集模块4通道0-10v的电路原理设计涉及到信号调理电路和A/D转换器的匹配和稳定性，需要综合考虑多种因素，以保证采集的准确性和稳定性。
还需要根据实际应用的需求进行功耗和成本的控制，以提高整体电路的性能和实用性。
模拟量,数字量,开关量采集模块的通用性是什么？
一般模拟量是指现场的水井水位、水塔水位、泵出口压力和出口流量等模拟量,需要通过多路复用芯片完成多路数据的采集和模数转换器完成模拟量和数字量的转换,再将采集的数据给CPU处理。
模拟电子技术模拟电子技术研究的是连续信号称为模拟量.数字电子技术研究的是断续信号称为数字量.根据这一点提出问题：大家非常熟悉也都会用的算盘它的数据是连续的还是断续的。
AD转换器AD转换器(模数转换器)的作用是从信号加工放大器输入的0~5V的直流电信号通常称为模拟量,可用无限长的数字来表示,如4.8213.…(V),计算机处理这些模拟量,只能处理有限长度的量,我们称之为数字量。
量测压量测值电压值、有功功率、无功功率、温度和变压器抽头位置等均用量测值表示与状态量（也称逻辑量）对照也称为模拟量。
因日立仪器吸取试剂时并不是按参数设置的体积吸取,而是要多吸一部分(此部分称为模拟量),此种设计的目的是为了防止试剂被稀释。
工作模式比较人们把连续变化的物理量称为模拟量.指针式万用表的指针偏转可随时间作连续变化,并与输入量保持一种对应关系,故称之为模拟式万用表(VOM)。
遥测遥测——反映电力系统及设备的运行状态如有功功率、无功功率、电压、电流及频率等也称为模拟量.电量——这是功率对时间的积分量主要用于统计与记帐。
与数字量区别数字量在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。
把表示数字量的信号叫数字信号。
把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。
例如：用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。
可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。
最小的数量单位就是1个。
模拟量在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。
把表示模拟量的信号叫模拟信号。
把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。
例如：热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。
第8章数模转换器与模数转换器
R ∞
O1 O2
－
＋
uo
I /1 6
2R 2R
I /8
2R
I/4
2R
I/2
2R
I= V REF / R
R
A B
R
C
R
D
I/8
I/4
I/2
I
－VREF
1. 倒T形电阻网络DAC
（1）电阻译码网络
电阻译码网络由R及2R两种电阻接成倒T形构成。由于网络两个输出端O1，O2都处 于零电位（O1点为虚地），所以从A、B、C任一节点向左看等效电阻都是2R， 如图（b）所示，因此，基准源电流I为
数据总线 d0～d7 (CS1)① (CS2)② 数据1锁存到①输入锁存器 (WR1)① 数据1输入①输入锁存器 (WR1)② 数据2输入②输入锁存器 WR2(XFER) ILE＝1 D/A寄存器锁存 数据2锁存到②输入锁存器
刷新模拟输出
8.1 DAC
8.1.3 1.
DAC的主要参数
第8章 数模转换器与模数转换器
ADC与DAC在工业控制系统中的作用举例。
非电模拟量
传感器
模拟信号
ADC
数字信号
数字系统
数字信号
DAC
模拟信号
执行机构
8.1 DAC
8.1.1 D/A转换基本原理
数字量是用代码按数位组合起来表示的，每一位代码都有一定的 权值。例如，二进制数1010，第四位代码权是23，代码“1”表 示数值为“8”；第三位代码权是22 ，代码“0”表示这一位没有 数；第二位代码权是21 ，代码“1”表示数值为“2”；第一位代 码权是20，代码“0”表示这一位没有数，这样1010所代表的十 进制数是8×1＋4×0＋2×1＋1×0＝10。可见，数模转换只 要将数字量的每一位代码，按其权数值转换成相应的模拟量， 然后将各位模拟量相加，即得与数字量成正比的模拟量。
《传感网应用开发》课程标准
《传感网应用开发》课程标准一、课程定位（一）课程基本信息课程代码：1501030适用专业：物联网技术应用专业学时数：80学分：4先修课程：电工技术、物联网技术概论、计算机网络技术后续课程：物联网综合设计与施工、APPInventor^局域网管理、网络服务器安装与配置（二）课程的性质《传感网应用开发》是我校物联网技术应用专业的专业核心课程之一，是该专业的一门必修课。
它是电工技术、物联网技术概论、计算机网络技术的延仰；是物联网综合设计与施工等课程的基础；根据专业教学标准，列入专业考试科目，也是物联网专业证书必修的课程。
（三）课程的理念本课程的基本价值取向是“为了每一个学生的发展”，以培养学生能力和素养为目标;根据本课程在专业教学中的作用地位，以“就业为导向，能力为本位”，以学生将来从事的职业岗位必备的相关知识和技术为依据，兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，即以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。
转变教师的教学行为。
把激发和保持学生的学习热情和获得学习能力放在教学首位，发挥教师主导，学生主体为中心，创新行动导向教学模式，改变教学方法，重点培养动口、动脑、动手的实践精神和合作意识，保护和培养学生的好奇心与发现欲，帮助学生学会学习。
转变学生的学习方式。
引导学生自主探究、合作交流、搜集信息，发现、探究、解决问题，在逼真的生产实践环境和生产过程中，掌握科学方法和职业技能，养成职业道德和职业素养。
转变师生关系。
注重构建平等、民主的师生关系，营造和谐、宽松的课堂气氛。
师生在平等的对话中进行活动，学生在愉悦的氛围中思考，获取知识。
教师成为学习和发展的促进者，与学生积极互动、共同提高的协作者，组织学生合作学习、探究学习的引导者。
发挥课程资源的作用。
教材不是唯一的教学资源。
积极开发和运用多元、立体、开放的教学资源，以其具体形象、生动活泼和学生能够亲自参与等特点，给学生多方面的信息刺激，调动学生多种感官参与活动，激发学生兴趣，使学生身临其境，在愉悦中增长知识、培养能力、陶冶情操。
第1章 微机继电保护装置的硬件原理
第1章微机继电保护装置的硬件原理1.2 比较式数据采集系统微机保护装置中的数据采集系统按模数转换器的类型分为：采用逐次逼近式模数转换的比较式数据采集系统， 采用V∕F变换器（VFC）实现数据转换的压频转换式数据采集系统。
本节将介绍比较式数据采集系统1.2.1 电压形成回路要求–继电保护所使用的电压、电流都是来自于电压互感器（100伏、线间电压）和电流互感器（额定电流5安或1安，短路电流100安）–把100伏左右的电压变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压；–把小于1安～100安的电流变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压–隔离和屏蔽作用，以减小高压设备对微机保护装置的干扰。
为了保证电压或电流变换的准确性，通常在设计变换器时，应考虑满足以下原则：（1）电压变换器之间、电流变换器之间以及电压变换器与电流变换器之间的原副方相位移要一致。
（2）变换器的铁芯磁导率要选取适当，在整个工作范围内保持线性传变，输入小信号时不失真，输入大信号时不饱和。
（3）变换器本身的损耗要小，使变换器在传变过程中一次、二次侧电量的相角差尽可能的小。
在设计电流变换器应考虑以下几点：（1）优先保证在输出为最小工作电流时，对应A∕D变换的结果应具有足够的分辨能力；（2）保证在可能出现的最大短路电流条件下，电流变换器输出的电压不应使A∕D变换出现溢出，从而避免造成数字量紊乱；（3）适当选择电流变换器二次侧负载，使电流变换器在一次侧出现最大短路电流时不至于出现饱和现象。
1.无源低通滤波器在微机保护中常采用的一种二阶RC 滤波器如图1-3所示。
其传递函数为：iu ou RCCR图1-3 二阶RC 滤波器2)(311)()()(RCs RCs s U s U s H i o ++==图1－6 采样保持过程1.2.4 模拟量多路转换开关组成：包括选择接通路数的二进制译码电路和多路电子开关。
–二进制译码电路决定哪个电子开关接通——接入相应的待转换模拟量–多路电子开关起分断其它回路而仅仅接通待转换的哪一路模拟量作用常用的多路开关有8通道的AD7501、CD4501，16通道的AD7506等。
数模及模数转换器习题解答
.自我检测题1．就实质而言，D/A 转换器类似于译码器，A/D 转换器类似于编码器。
2．电压比较器相当于1位A/D 转换器。
3．A/D 转换的过程可分为 采样 、保持、量化、编码4个步骤。
4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言， 双积分型 的抗干扰能力强， 逐次逼近型 的转换速度快。
5．A/D6．8位D/A 转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为0.02V ，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为 V 。
A ．0.039B ．2.56C ．1.27D ．都不是 7．D/A 转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。
A ．分辨率 B ．输入电阻 C ．输出电阻 D ．参考电压 8．图T7.8所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 。
V REFvO图T7.8A ．∑=⨯-=303REF o 22i iiD V vB ．∑=⨯-=304REFo 2232i iiD V vD ．∑=⨯=34REF o 22i iiD V v9．D/A 转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。
解：D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。
偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。
增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。
D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。
10．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。
解：权电阻型D/A 转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。
由于其.阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成D/A转换器中很少采用。
R-2R网络型D/A转换器电阻网络中只有R和2R两种阻值的电阻，且比值为2。
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C2000 MDV8为通道隔离增强型智能模拟量数字量采集器，8路24位高精度电压型模拟量输入（量程为-10V~10V），采用通道隔离、全差分输入、插补输出设计，确保设备适用于更加复杂的环境。
2路数字量（干接点）输入，RS485接口光电隔离和电源隔离技术，有效抑制闪电，雷击，ESD和共地干扰。
且支持用户标定，满足了几乎所有情况对精度的要求。
为系统集成商、工程商集成了标准的Modbus RTU协议。
通过RS-485即可实现对远程模拟量和开/关设备的数据采集和控制。
下层设备通常有接近开关、机械开关、按钮、光传感器、LED以及光电开关等数字量开关设备及PH、电导计、温度计、湿度计、压力计、流量计、启动器和阀门等模拟量设备。
特点：
→8路模拟量（电压量）输入；
→2路数字量干接点输入；
→I/O与系统完全隔离；
→AI分辨率：24位；
→AI输入通道采取全差分输入，支持标定，插补输出；
→模拟量输入通道之间完全隔离，隔离度350VDC；
→AI输入测量范围：-10V~10 V ；
→采用Modbus RTU通信协议；
→RS485通信接口提供光电隔离及每线600W浪涌保护；
→电源具有过流过压保护和防反接功能；
→安装方便。
1.2 技术参数
模拟量接口AI 8路差分输入
AI分辨率24bit
AI量程-10V~10 V（可标定）AI通道隔离度350V DC
AI输入阻抗1MΩ
数字量输入接口
DI 2路干接点输入
DI保护过压小于240V ，过流小于80mA
串口通讯参数接口类型RS-485
波特率1200~115200bps 数据位8
奇偶校验
None 停止位 1 流量控制 None 通信协议 Modbus RTU 串口保护
串口ESD 保护
1.5KV 串口防雷 600W
串口过流，过压 小于240V ，小于80mA 电源参数
电源规格
9-24VDC (推荐12VDC) 电流 100mA@12VDC 浪涌保护 1.5kW 电源过压，过流
60V ，500mA
工作环境
工作温度、湿度 -25~85℃，5~95%RH ，不凝露 储存温度、湿度 -60~125℃，5~95%RH ，不凝露 其他
尺寸 72.1*121.5*33.6mm 保修
5年质保
MDV8外观。