Signal Conditioner
什么是信號調(diào)理器？

信號調(diào)理是一個(gè)數(shù)據(jù)采集的過程，信號調(diào)理器是用來執(zhí)行這個(gè)過程的儀器。將電氣或機(jī)械信號（輸入信號）轉(zhuǎn)換為另一種（輸出信號）。其目的是將信號放大并轉(zhuǎn)換成易于識別并兼容數(shù)據(jù)采集或機(jī)器控制的形式。

信號調(diào)理器有助于提高測量的準(zhǔn)確度，這對于高精度數(shù)據(jù)采集和機(jī)器控制是必不可少的。并可以執(zhí)行更多的不同功能，本文將概述新的趨勢。

信號調(diào)理器的功能

信號轉(zhuǎn)換
信號調(diào)理器的主要功能是接收信號并將其轉(zhuǎn)換成更高電平的電信號。信號轉(zhuǎn)換通常用于需要多種傳感器進(jìn)行測量的工業(yè)應(yīng)用。由于使用的傳感器不同，因此需要轉(zhuǎn)換為所連接設(shè)備能使用的信號，也就是標(biāo)準(zhǔn)過程信號。

線性化
當(dāng)傳感器產(chǎn)生的信號與物理量沒有線性關(guān)系時(shí)，某些信號調(diào)理器可以實(shí)現(xiàn)線性化。這是一個(gè)軟件解釋信號的過程，例如熱偶信號。由于每個(gè)傳感器都不可能是完全線性的，所以這種方法可以用來實(shí)現(xiàn)更高精度。在傳感器標(biāo)定及校準(zhǔn)過程中，需要對線性化參數(shù)進(jìn)行評估。

放大
下一步是信號放大和處理數(shù)字化信號過程。信號放大的方法有兩種：增加輸入信號的分辨率，或者提高信噪比。

不同用途的信號調(diào)理采用多種不同放大器，為提高精度，最好使用直流信號，具有高輸入阻抗、高共模抑制比（CMRR），高增益等特性。另外就是采用隔離放大器，一般是用于小的交流或差分信號。

濾波
信號調(diào)理器的另一個(gè)重要功能是濾波，其對信號頻譜進(jìn)行濾波，只保留有效數(shù)據(jù)并防止噪聲。濾波可以采用無源和有源部件或是數(shù)字算法進(jìn)行。無源濾波只使用電容、電阻和電感器，其最大增益為1。有源濾波除了運(yùn)算放大器和晶體管等有源元件外，還使用無源元件。最先進(jìn)的信號調(diào)理器采用數(shù)字濾波，因?yàn)樗鼈円子谡{(diào)整，且不需要硬件。數(shù)字濾波器是一種用來處理信號的數(shù)學(xué)濾波器，例如阻斷或通過特定的頻率。他們使用的邏輯元件包括 ASIC、FPGAs或一個(gè)信號處理程序。

評估和智能功能
除了以上功能外，現(xiàn)代信號調(diào)理器還帶有信號評估和測量數(shù)據(jù)預(yù)處理等額外功能。進(jìn)行監(jiān)控、評估并報(bào)警燈。還包括一些智能功能，如內(nèi)部計(jì)算通道帶有數(shù)學(xué)處理功能，PID 控制器等。這些功能有助于提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，減少機(jī)器控制負(fù)荷。

接口
信號轉(zhuǎn)換器必須通過標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議來傳輸傳感器信號，進(jìn)行機(jī)器控制。這些接口可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。常見的模擬接口包括電壓（±10V）或電流信號（+/- 20mA），但每一個(gè)信號都需要單獨(dú)布線?，F(xiàn)代數(shù)字接口被設(shè)計(jì)為基于總線的以太網(wǎng)接口（PROFINET，Ethercat，以太網(wǎng)/IP），通過一根線就可以連接多個(gè)部件。這不僅減少了布線，還可以傳輸額外的信息，如組件的診斷信息等。這對于減少宕機(jī)時(shí)間和快速維護(hù)是非常重要的。

HBM 信號調(diào)理器
HBM能為客戶提供具有以上多種智能功能和接口的信號調(diào)理器，包括用于生產(chǎn)控制的完整測量鏈解決方案。

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