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2020-12-25

Gantner数据采集模块 传感器说明

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频道类型
模拟输入通道–用于测量模拟传感器信号。在“传感器”列中,选择连接的传感器的类型(电压,电流,电阻,温度),在下一列中,设置相应的测量类型。
数字输入通道–用于记录数字状态信号。在测量类型列中,只能选择测量功能状态记录。
数字输出通道–这是模块的继电器输出。状态信号可以由模块根据其他通道的值自动输出,也可以通过总线设置输出状态。
算术通道–通过该通道可以使用其他通道的实际值和恒定值进行计算。计算结果已分配给算术通道,因此算术通道也可以被其他算术通道用于计算。
警报通道–如果超过4个可定义的阈值之一,则可以使用警报通道监视另一个通道并生成警报消息。报警信息可以通过总线读取。
设定值通道–该通道的值可以通过总线设置。这样,可以通过总线设置一个值,该值可以由另一个算术通道用于进一步处理(例如,设置要由用户进行测量的因数)。

介绍
电压量测
对于单端测量,要测量的电压连接在模拟输入和模拟地之间。测量电压不得超过电压范围。

电流量测
为了测量电流,将电源连接到模拟输入和模拟接地。为了进行测量,电流源上所需的负载由一个内部电阻调节,该电阻的阻值为100。该分流器的最大功率限制为0.25 W,从而导致最大25 mA的测量范围。

如果需要测量更高的电流,则应使用与电流源并联的外部电阻。端子连接到模拟电压输入和模拟地。外部分流器的功率必须适应要测量的电流源,以限制模拟输入端的电压。模拟输入被配置为电压输入。电压必须由外部电阻分压。

使用外部分流器进行电流测量的精度取决于所用电阻器的精度。

电阻测量
电阻测量是通过测量载流电阻上的电压来进行的。在这种情况下,通过电阻传感器测量出现的电压降。电阻测量所需的电流馈入提供了模块的内部电源。

为此,传感器模块通过参考电阻在内部将电源连接到模拟测量输入。需要通过电阻的压降作为模块进一步信号处理的参考。传感器的电阻值可以根据输入信号作为参考电阻的倍数来计算。

电阻桥
桥连接包括2个臂,每个臂带有两个电阻。电阻桥由电压输出提供。

电阻电桥要测量的量是电桥电压与两个电阻臂之间的电压之间的关系。各种测量范围是可能的。

电阻桥中通常有四个可变电阻,因此可以通过可控电阻轻松平衡电阻桥。传感器信号的变化通常会影响第四电阻器,并导致要测量的量发生变化。

电位计测量
电位计测量是具有电压关系的测量,可以调整其分压比。待测量是该电位计的调节电阻与组合电阻之间的关系。

用热电偶进行温度测量
热电偶由两条由不同材料制成的热电线组成,它们的一端相互焊接。如果热电线的接触位置和另一端具有不同的温度,则在两根热电线的接触位置处会出现热电压。该电压在很大程度上与温度差成正比。它可以被测量并可用于温度测量目的。

由于热电偶只能测量温度差,因此还必须确定已知温度参考的终端温度。第一种情况称为内部冷端补偿,第二种情况称为外部冷端补偿。

Pt100和Pt1000的温度测量
可以在2、3和4线配置下进行Pt100和Pt1000测量。使用2线形式的Pt100 / Pt1000测量时,电源线会引起额外的电压降,从而使测量结果失真并影响测量精度。因此,特别是在以2线形式进行Pt100 / Pt1000测量时,必须特别注意使用低阻抗导线到传感器,并确保导线与传感器模块和传感器连接良好。使用3线或4线形式的Pt100 / Pt1000测量时,直接在传感器上拾取压降,因此电源线不再影响测量结果。4线制补偿了非对称电缆电阻的影响。



细节
加速度计
加速度计是一种可以测量静态或动态加速度的设备。知道静态加速度的大小有助于确定对象相对于其在地球上的位置的角度。了解对象的动态加速度可以帮助分析对象的移动方式。加速度计具有模拟或数字输出。模拟输出加速度计通常具有与加速度成正比的连续输出电压。数字输出通常采用PWM的形式(方波确定频率,电压处于高电平的时间与加速度成正比)。加速度计在汽车工业中用于测量车辆的加速度,它提供了可用于比较矩阵的发动机性能数字。



电流测量
使用外部分流器测量电流:电流测量通过测量已知值电阻(分流电阻)上的电压降来进行。在能够进行直流测量的Q.bloxx模块中,这是一个值为50的电阻。电流可能高达25 mA(最大并联功率耗散限制为0.25 W)。较高的电流将需要一个外部分流器,该分流器应循环到需要测量的线路中。外部分流器的允许功耗必须高于测量电流的分流器的功耗。同样,电阻两端的电压降不得超过模拟输入的额定允许输入电压。将模拟输入通道配置为电压输入,然后将测得的电压除以外部电阻。

注意:使用外部分流器进行电流测量时的误差取决于所用电阻器的精度。



应变计测量
应变:由于施加的力导致的物体变形量称为应变。更具体地说,应变是材料长度的分数变化。可以根据正应变和负应变来测量应变。应变的测量是无量纲的,通常表示为微应变(μstrain);因为在实际应用中变化的幅度很小。

应变计:使用应变计是测量材料应变的最常见方法之一。该设备的电阻与设备上的应变量成比例地变化。应变计直接连接到测试材料上;因此,材料上产生的应变将直接传递到应变仪上。测得的应变与电阻的线性变化相对应。执行应变测量时的重要参数是所使用应变计的应变系数。数据采集系统在计算应变时会考虑到这一点。应变计的应变系数是其对应变敏感性的度量。应变系数=电阻的相对变化/长度的相对变化(机械应变)。

实际应用:应变测量通常以毫微秒为单位,因此需要精确测量电阻的很小变化。为了测量很小的电阻变化,应变计几乎总是在桥结构中与激励电压结合使用。

在test.commander中缩放
应变仪: 1.单击应变仪计算器;单位自动更改为μm/ m。
2.在左侧字段中输入应变仪的应变系数。应变系数(k)是应变计灵敏度的量度,并在应变计规格表上注明。它的值通常在1.8到2.2之间。
3.如果您在电桥电路中使用多个有源应变仪,则还必须在正确的字段中说明所产生的电桥系数。该系数取决于应变仪在测量对象上的方向。



抵抗性
2线制:此方法是最常用的方法,因为与4线电阻测量相比,它的简便性和操作方法。易于获得高于100kΩ的精确测量值。这种方法的一个缺点是无法校正被测组件的引线电阻。

4线制:对于诸如100kΩ以下的精确测量,与2线制相比,4线制测量更可靠。4线制方法需要更多的布线,但是,在某些应用中需要以更高的精度进行权衡。一种这样的情况是,当我们要测量的组件的电阻距离我们的测量设备一定距离时。在组件和测量设备之间使用的导线数量可能会引入多余的导线电阻。使用4线设置可以抵消测量线产生的电阻。该方法称为开尔文方法。



电位器
也称为电位器,它是一个三端电阻器,具有分压器和滑动触点。本质上,电位计是用于测量电势(电压)的分压器。电位器可以在电气设备中找到;例如用于控制音量的音频设备,位移传感器,运动控制等。

电位计上的三个端子电阻器具有分压器(线性电路),分压器的输出电压小于输入电压。电压电平的平滑过渡可以是旋转的也可以是线性的。任何需要电流平稳变化的设备都可以利用电位计的功能。

电位计的结构包括一个电阻器主体,在其末端可以连接电连接的端子以及一个在其穿过电阻器主体时进行电接触的抽头臂。电位计的电阻体有各种值,电阻体为固定电阻体。



热电偶
简介:热电偶由两条热电线组成,这两条热电线由不同的材料(例如铂,铂/铑)制成,并在一端连接在一起(通常是焊接)。如果该接触点和热电线的另一端具有不同的温度,则在接触点处产生热电电压。此可测量的电压与触点和电缆末端之间的温差成正比。

测量方法:由于热电偶仅测量温度差,因此端子温度或从热电偶电缆或补偿电缆到铜电缆的过渡必须在已知温度下发生。第一个称为内部冷端补偿,第二个称为外部冷端补偿。

测量温度:为了获得具有内部冷端补偿的温度,需要使用一个附加的温度探头来测量参考温度。对于Q.bloxx模块,使用带集成Pt1000温度探头的冷端补偿端子块。使用这种方法,可以确定温度的转变点,并根据热电偶的类型校正由热电偶产生的电压。

为了使用外部冷端补偿来测量温度,需要与第一热电偶串联的第二种相同类型的第二热电偶。选择极性使得热电电压相减。第二热电偶位于固定的参考点。Q.bloxx模块根据线性化曲线计算测量点的温度。Q.bloxx模块需要使用参考温度(ICP-100 /通道配置中提供的值)。

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