常见模拟量信号的检测方法.
变频器输出频率测量方法分享-民熔
变频器输出频率测量方法-民熔变频器的输出频率是指实际运行中的频率值，通常与给定的频率信号稍有不同。
为了便于反馈调节，需要对其进行测量，以供我们参考。
如果相差较大，则需要检测给定的电源、负载电机等设备。
如何检测变频器的实际输出频率？利用变频器的模拟输出信号和通信方式给出了许多常用的方法。
一。
模拟量模式：众所周知，变频器有模拟输入输出部分，模拟输入用于给定频率的0-10V直流电压信号和0-20mA电流信号；模拟输出用于检测变频器的工作状态，如工作电压、工作电流，我们要检测的功率和频率值可以用模拟量的形式给出。
相同的输出形式是电压信号和电流信号。
此输出参数可在变频器设置中选择。
常见的检测设备有：1）电流表电压表直接测量根据仪表值计算出的实际工作频率，2）转速表等数字显示更方便将模拟量转换成数字量显示，3）将采集的模拟量转换成数字量进行反馈控制，由ad模块和PLC 实现。
其实，它们的原理是一样的，就是把模拟量转换成实际的频率值，比如10V电压信号对应的最大值是50赫兹，可以根据比例关系来转换，比如2.5伏对应的转换器输出频率是12.5赫兹。
2。
通讯方式：这是相对困难的，但接线相对简单，数据采集相对方便，无需转换。
现在的变频器基本上支持控制的通信方式。
我们不仅可以利用它来控制变频器的频率设定、正反转等操作，还可以实时采集操作。
所有的数据传输和验收都是通过几根电缆完成的，操作也是发送相应的命令。
常用的通信方式是modbus，是一种经济通用的变频器。
在一些中大型高性能变频器中，有PROFIBUS通信、PROFINET通信、以太网通信等，我们可以直接使用这些通信方法来完成工作频率的采集。
具体方法根据变频器和上位机支持的通信格式确定。
常见模拟量信号的检测方法
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3.2 电压类信号的检测
从测量的观点看，测量的主要参量是电压，因为在标准电阻两端若测出电压值，那么就可通过计算求得电流与功率，此外，包括测量仪器在内的电子设备，它们的许多工作特性均可视为电压的派生量，如调幅度、非线性失真系数等，可以说，电压测量是其它许多电参量，也包括非电参量的基础。
1.定义
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时间间隔的基本测量模式如图所示，两个独立的输入通道（B和C）可分别设置触发电平和触发极性（触发沿）。输入通道B为起始通道，用来开通主门，而来自输入通道C的信号为计数器的终止信号，计数脉冲（时标）通过主门计数。
2.基本方法
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这种测量模式有两种工作方式：当跨接于两个输入端的选择开关S断开时，两个通道是完全独立的，来自两个信号源的信号分别作为起始触发和结束触发控制主门的开闭，来控制计数器工作；当S闭合时，两个输入端并联，仅一个信号加到计数器，但可独立地选择触发电平和触发极性的设置，以完成起始和结束控制的功能。
第三章 常见模拟量信号的检测方法
概 述
3.1
时间信号的检测
3.5
电压类信号的检测
3.2
频率信号的检测
3.6
电流类信号的检测
3.3
电阻信号的检测
3.7
相位型信号的检测
3.4
电容信号的检测
3.8
本章重点
3. 电阻型信号的检测
2. 频率及周期型信号的检测
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1. 电压类信号的检测
202X
重点：
3.1 概述
2.频率测量基本电路
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第6章 模拟量的检测和控制
HIGH LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED ， FALSE 控制器输出超过上限 REACHED， LOW LIMIT OF MANIPULATED VALUE REACHED ， 控制器输出低于下限 PROPERTOANALITY COMPONENT OF MANIPULATED VALUE， VALUE，控制器输出值中的比例分量 FALSE 0.0
3．模板的组态
可以利用STEP 7软件对模拟量输入模板的进行 组态。 ① 设置模板的诊断和中断 在进行硬件组态时，可以双击已经组态的 模拟量输入模板，进入到属性（Properties） 画面，选择“Inputs”，可以设置是否允许诊 断中断和模拟量超过限制值的硬件中断。如果 选择了超过限制值的中断，窗口下部的“High Limit（上限）”和“Low Limit（下限）”由 灰变白，每两个通道为一组，进行诊断。
二、模拟量的控制-连续PID控制器SFB41
PID控制器是目前应用最广泛的闭环控制 器，大约90%的闭环控制采用PID控制器。在 PLC和DCS中，都有PID控制模板或者PID控制 功能。在S7-300的PLC中，有功能模板FM355， 可实现闭环控制。也可以在不配置FM355的情 况下，通过调用系统功能模块SFB41，实现连 续PID控制。
例：采用SM331（6ES7-331-7KF02-0AB0）的0通道 测量流量信号，检测的流量范围：0～800M3/H， 采用两线制4～20mA电流变送器，量程为0～1000 M3/H，模板的量程调节块设定在D位置。该模板安 装在中央机架（Rack 0）的6号槽位，地址为288。 比例变换后的输入数据存储在MD100中。 用STEP 7组态后，编程时，在“Libraries” 中选择“Standard library”，再选择“TI-S7 Converting Blocks”，再选择“FC105 SCALE CONVERT”，
常见PLC输入输出信号及检测方法课件
2. 模拟量控制：PLC通过 接收模拟量信号，实现对 模拟设备的控制，如温度 、压力、液位等。
3. 运动控制：PLC通过接 收编码器信号等运动反馈 信号，实现对机械运动的 精确控制，如伺服电机、 步进电机的控制。
4. 数据采集与监控：PLC 可以实现数据采集与监控 功能，对工业过程中的各 种数据进行实时监测和记 录，为生产管理提供数据 支持。
电压输出
通过可调电压源实现输出信号的调节，适用于模拟量信号的检测 与控制。
电流输出
通过可调电流源实现输出信号的调节，具有线性度好、稳定性高 等优点。
特殊输出信号及其驱动方式
脉冲输出
通过PLC输出脉冲信号，用于控制伺 服电机、步进电机等运动部件。
通信输出
通过PLC与其他设备进行通信，实现 数据传输和控制功能。
3. 输出阶段：处理后的输出信号 通过输出模块驱动外部设备，如 电动机、电磁阀等，实现对工业 过程的控制。
PLC在工业自动化中的应用
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PLC在工业自动化领域得 到广泛应用，主要应用于 以下几个方面
1. 开关量控制：PLC通过 接收开关量信号，实现对 开关设备的控制，如电动 机启停、电磁阀通断等。
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻 辑控制器）是一种基于数字运算的工业自动化控制 装置，具有可编程、可配置、可扩展等特点。
PLC能够通过执行预定义的逻辑运算和功能块，对输 入信号进行处理并输出控制信号，实现对工业过程 的自动化控制。
PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、适应性强、通用 性好、易于编程和调试等优点，在工业自动化领域 得到广泛应用。
备份原有程序
怎样测4－20mA电流信号？
怎样测4－20mA电流信号？
1、在设备现场，最简便又实用的工具可使用数字式万用表（譬如福禄克系列），将万用表DCmA按极性串接至变送器输出回路中测量示值。
2、在试验室，可使用0.5级及以上精度的直流毫安表，若无条件仍可使用数字万用表直流毫安档。
以电流变送器为例：
变送器接通电源，预热10分钟。
变送器输出端可直接串接毫安表（按极性正确连接），变送器信号输入端输入电流为零时，变送器输出电流应为4mA，若有偏离，可调整变送器“调零”电位器。
然后将输入端电流加至电流互感器二次额定值（5A或1A），此时输出电流应为20mA，若有偏离可调整“满度”电位器。
然后后头再校一次“调零”、“满度”即可。
DCS的数据采集与处理技术
DCS的数据采集与处理技术数据采集与处理技术在工业自动化系统中扮演着重要的角色。
而分布式控制系统（DCS）是一种典型的工业自动化系统，使用了先进的数据采集与处理技术。
本文将介绍DCS的数据采集与处理技术，并探讨其在工业领域的重要性。
一、DCS概述分布式控制系统（DCS）是一种在工业生产过程中使用的自动化控制系统。
它通常由多个分散的控制单元组成，控制着不同部分或不同环节的设备。
DCS通过数据采集与处理技术，实时监控和控制各个设备，使整个系统能够高效运行。
二、数据采集技术数据采集技术是DCS中的重要组成部分，其主要功能是收集现场设备的数据并传输到控制中心。
在DCS系统中，常用的数据采集技术包括模拟量信号采集和数字量信号采集。
1. 模拟量信号采集模拟量信号采集是指将实际过程中的模拟量信号转换成数字信号，以便于DCS系统进行处理和控制。
常见的模拟量信号采集设备包括传感器、变送器等。
传感器通过测量实际过程中的物理量（如温度、压力等），将其转换成电信号；而变送器则将传感器采集到的模拟信号进行放大、线性化等处理，并将其转换成标准的模拟量信号。
通过这些设备的协同工作，DCS系统可以实时地获得实际过程中的各种物理量。
2. 数字量信号采集数字量信号采集是指将实际过程中的开关信号（如开关量、报警信号等）转换成数字信号。
常见的数字量信号采集设备包括开关量传感器、编码器等。
这些设备通过检测实际过程中的开关状态，并将其转换成数字信号，以便DCS系统进行处理和控制。
三、数据处理技术数据处理技术是DCS中的核心部分，其主要功能是对采集到的数据进行处理和分析，以实现对生产过程的监控和控制。
1. 实时数据处理实时数据处理是指DCS系统对采集到的数据进行实时处理和分析。
系统会根据事先设定的规则和算法，对数据进行计算、比较、判断等操作，以判断当前的工艺状态，并根据需要发送信号给执行机构进行控制。
实时数据处理在DCS系统的稳定性和可靠性方面起着至关重要的作用，它直接影响到整个系统的运行效果。
继电保护保护装置上的“开关量”和“模拟量”的概述
继电保护保护装置上的“模拟量”和“开关量”概述在继电保护装置中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。
不论输入还是输出，一个参数要么是“模拟量”，要么是“开关量”。
下面详细讲述含义：开关量：开关量顾名思义就是只有开和关两种状态的工程量了，也叫变量，也就是说这种变量要么是0、要么是1，对应而言就是要么他就是开、要么他就是关，反映的是状态。
开关量分为输入开关量和输出开关量，在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门，输入开关量就是这些设备的开关状态的反馈，输出开关量就是开关这些设备的指令；就像控制继电器的开关一样。
一般指开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）。
该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。
数字量：数字量由多个开关量组成。
如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：模拟量简单的说就是一些变化的量，模拟量的有他的量程的上下限，就像水位、压力、流量等，他们叫做模拟量，模拟量也有输入和输出之分，一般输入的模拟量用作反馈监视或者控制计算，输出模拟量一般用于控制输出，例如水位的给定值、负荷的给定值等，他主要用于控制设备的开度。
模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。
比如温度，从0至100度，压力从0至10Mpa，液位从1至5米，电动阀门的开度从0至100%，等等，这些量都是模拟量。
常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位只有“0”和“1”两种状态，因此，“开关量”只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。
而模拟量则根据精度，通常需要8位到16为才能表示一个“模拟量”。
最常见的“模拟量”是12位的，即精度为2-12，最高精度约为万分之二点五。
高压低压配电柜的模拟量输入与输出信号处理技术介绍
高压低压配电柜的模拟量输入与输出信号处理技术介绍在电力系统中，高压低压配电柜是实现电能输送和配电的重要设备之一。
为了确保电力系统的安全和稳定运行，配电柜需要实时监测各个电路的电压、电流等模拟信号，并将其转化为数字信号进行处理和控制。
因此，模拟量输入与输出信号处理技术显得尤为重要。
本文将介绍高压低压配电柜的模拟量输入与输出信号处理技术，并探讨其在电力系统中的应用。
一、模拟量输入信号处理技术1. 信号采集模拟量输入信号处理的第一步是信号采集。
对于高压低压配电柜而言，常见的模拟输入信号有电压和电流。
针对电压信号的采集，常用的方法是使用电压互感器或电压变压器将高压电压转化为低压信号。
对于电流信号的采集，则可以使用电流互感器或者电流互感器将高压电流转化为低压信号。
2. 信号放大信号采集后，由于信号的大小较小，需要进行放大处理。
常见的信号放大方法有运放放大和变压器放大等。
运放放大是将小信号经过运放电路进行放大，以增加信号的幅值。
而变压器放大是利用变压器的原理将小信号输入到一侧，然后输出到另一侧进行放大。
3. 信号滤波信号放大后，由于存在噪声干扰和采集误差，需要进行信号滤波。
信号滤波可以分为模拟滤波和数字滤波两种方法。
模拟滤波主要是通过滤波电路对信号进行处理，去除高频噪声和杂散信号。
数字滤波则是通过数字滤波器对采样信号进行处理，滤除非感兴趣的频率成分。
4. 信号转换信号滤波完成后，需要将模拟信号转换为数字信号，便于后续的处理和传输。
常见的信号转换方法有模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）两种。
ADC将模拟量信号转化为数字信号，而DAC 则将数字信号转化为模拟量信号。
二、模拟量输出信号处理技术1. 数字转模拟转换模拟量输出信号处理的第一步是将数字信号转换为模拟量信号。
与模拟量输入相对应，常用的模拟量输出信号有电压和电流等。
数字转模拟转换可以利用数字模拟转换器（DAC）实现。
DAC将数字信号转化为模拟信号，通过输出模拟电压或电流来实现模拟量输出。
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4.波形因数 交流电压的波形因素定义为该电压的有效值与平均值之比。 5.波峰因数 交流电压的波峰因数定义为该电压的峰值与有效值之比。 进行交流/直流变换，必须首先知道变换电路的输出与被 测交流电压大小的关系，根据上述交流电压的三种表征， 分别有峰值响应、平均值响应和有效值响应三种检波器电 路，对应能够得到交流电压的峰值、平均值、有效值的数 值。 以有效值为例，可以采用热电变换和模拟计算电路两种方 法来实现其测量。热电变换就是根据有效值的定义，将交 流电压通过某纯阻负载所产生的热量通过热电偶变换为直 流信号。模拟计算可以采用图3.2的电路进行计算。
差异，都能够完成将直流电压信号变换为数字信号的功能，
因此各类模拟量信号只要能够通过某种方式变换为电压信号 ，就可以进而变换为数字信号送到智能仪器中进行处理。其
一般原理框图如图3.1所示：
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3.2 电压类信号的检测
从测量的观点看，测量的主要参量是电压，因 为在标准电阻两端若测出电压值，那么就可通过计 算求得电流与功率，此外，包括测量仪器在内的电 子设备，它们的许多工作特性均可视为电压的派生 量，如调幅度、非线性失真系数等，可以说，电压 测量是其它许多电参量，也包括非电参量的基础。
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3.4 相位型信号的检测
在检测系统中相位定义为同频的两路信号之间的相位 之差，严格来讲是指两路正弦信号的相位差，但如果是方 波、三角波等均匀波形时也可求其基波的相位差。
1. 软件分析法
如图3. 5a所示，假如被测信号是不含直流分量的标准的 正弦波X1和X2，用同步采样的方法将两路信号量化，对其 进行分析，求得X1的两个同类过零点、求得X2的一个同类 过零点（这里同类过零点是指都是由正到负或都是由负到正 的过零点），由采样频率和采样点数通过X1的两个同类过零 点求得信号的周期T，通过X1的过零点与X2的过零点之间的 时间差ΔT。
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这种方法是借助数 据采集来完成的，其精 度受采样点数和采样频 率的限制，但在需要同 步采样的场合可以兼而 求得，如图3. 5b为一种 对相位信号进行检测的 采集电路，图中SHA为 采样保持放大器，AD为 A/D转换器，μP为微处 理器。
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2. 过零比较器法
设X1、X2为不含直流分量得正弦波或三角波，将 X1、X2分别经过两个过零比较器变为方波，利用两个方 波的上升沿或下降沿的时间差和其中一个方波的周期可 求得相位，算法如上。图3. 6a为用中断法通过过零比较 器输出的下降沿求相位的电路，所采用运算放大器无特 殊要求.
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2.自动分档测量方法
在自动测试系统中一般 以电流信号的最大值确定所 需电阻，如最大值为100mA ，A/D的输入最大值为10V， 可选电阻为0.1KΩ，如果将 自动量程分为四个档位，可 用4个25欧的电阻串联，通过 模拟开关引出不同的信号， 电路如图3.4所示，图中运算 放大器起输入缓冲作用。这 种方法对于直流电流和交流 电流的测量都适用。
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3.3
电流信号的检测
1.传统的手动分档测量方法
测量电流的基本 原理是将被测电流通 过已知电阻（取样电 阻），在其两端产生 电压，这个电压与被 测电流成正比。
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图3.3为一种用数字电压表分档测量直流电流的基 本电路，该电路将输入电流分为20A、200mA、20mA 、2mA四个量程，转换电阻用0.01Ω、0.99Ω、9Ω、 90Ω四个电阻串连，将四种量程的电流接入电路的不同 点，使得每种量程的电流在满量程时得到的电压都是 0.2V（尽量选取数字电压表电压量程的最低档，以便做 到尽可能小的电流测量的内阻单位及小数点位置指示被测电流的 大小。这种方法是数字多用表常用的测量方法。
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1.对电压测量的基本要求
• 频率范围宽：被测电压的频率可以是直流、超低频、低频、 高频或超高频，其频率范围为0HZ到几百MHZ，甚至达到 GHZ量级。 • 电压测量范围广：被测电压值可以小到微伏，甚至毫微伏 级，而大到几千伏，几十千伏。 • 输入阻抗高：电子测量仪器的输入阻抗就是被测电路的额 外负载，为了使仪器接入电路时，尽量减小它的影响，要 求仪器具有高的输入阻抗。 • 测量准确度高：由于电压测量的基准是直流标准电池，同 时，在直流测量中，各种分布性参量的影响极小，直流电 压的测量可获得极高的准确度。 • 抗干扰能力强：当测量仪器工作在高灵敏度时，干扰会引 入测量误差，故要有高的抗干扰能力。
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3.1 概述
智能仪器中起控制作用的微处理器所处理的信号是二进 制的数字信号，但物理世界中大量的信号都是连续变化的 模拟量，智能仪器能够对它们进行处理的前提，先要能把 模拟信号变换为数字信号，完成这种变换的电路叫模-数变 换器（A/D变换器，简称ADC）。
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对于常见的各类A/D变换器，尽管工作的方式有很大的
第三章 常见模拟量信号的检测方法
本章重点
3.1 概 述 电压类信号的检测 电流类信号的检测 相位型信号的检测 3.5 3.6 3.7 3.8 时间信号的检测 频率信号的检测 电阻信号的检测 电容信号的检测
3.2
3.3
3.4
重点： 1. 电压类信号的检测 2. 频率及周期型信号的检测
3. 电阻型信号的检测
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2.交流电压的测量
电压类信号又可分为直流电压和交流电压两类，比较简 便的方法是将直流电压和交流电压分别对待，对直流电压 直接处理，对交流电压，依据不同的响应变换为直流电压 再进行处理。 一个交流电压的大小，可以用它的峰值 ，平均值，有效值v及 波形因数、波峰因数来表征。 1. 峰值定义：任何一个交变电压在所观测的时间或一个周期 内，其电压所能达到的最大值。 2. 平均值定义：数学上的定义为：, T为该交流电压的周期。 3.有效值U定义：该交流电压在一个周期内通过某纯阻负载所 产生的热量与一个直流电压在同样条件下产生的热量相等 时，该直流电压的数值。