電流信號、電壓信號都是電信號,而且是模擬量信號。電信號的傳輸優(yōu)點是容易產(chǎn)生、便于控制、易于處理。
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什么是信號?
所謂的信號是“消息”的一種物理體現(xiàn),而“消息”而是信號的具體內(nèi)容,信號從物理屬性來看,又有電信號和非電信號,它們之間是可以相互轉化的。例如溫度、壓力、流量、液位就是物理體現(xiàn),它們是非電信號。因此,非電信號與電信號之間的轉化,它們之間轉化的“橋梁”是傳感器。由此可知,傳感器是將某些物理體現(xiàn)以電信號來表達具體內(nèi)容的基礎,也是將大千世界的物理體現(xiàn)轉化為電信號的“中轉站”。現(xiàn)在人們常說的物聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)人與物對話、物與物對話,其中誰擁有了傳感器方面的核心技術,就擁有絕對的話語權,就走在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的前端。
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傳感器用什么方式將物理體現(xiàn)以電信號表達?
例如利用法拉第電磁感應原理,就能將流量變化轉化為感應電勢的變化。利用壓阻效應能將壓力變化轉化為電阻信號,利用電容器的極板間距離變化,能將壓差變化轉化為電勢變化。利用壓電效應和逆壓電效應能將超聲能變化轉化為電能。利用哥里奧利效應實現(xiàn)對流體介質的密度,質量流量的測量。在溫度方面可以利用熱電效應將溫度變化轉化為毫伏變化,利用導體材料的電阻隨溫度變化而改變的性質將溫度變化轉化為電阻信號。
因此,傳感器能將大千世界的物理量轉化為電信號,有的利用了某些效應、某些原理、某些電器元件自有特征等。由上述可知,電壓信號、電流信號既不是電壓源,也不是電流源,只是將“消息”通過傳感器轉化而來的,因此實現(xiàn)了非電信號與電信號之間的轉化。既然能將非電信號轉化為電信號這個瓶頸跨過,后面電信號的處理在已有的電子技術基礎上就變得容易多了。也恰好驗證了萬事開頭難的這句世人都明白的道理。
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電壓信號的應用沒有電流信號的應用優(yōu)勢那么明顯?
電壓信號抗干擾能力弱,遠距離傳輸容易衰減,而電流信號恰好相反。因此,不管是采用統(tǒng)一信號制的DDZ-Il(0-10mA)型電動組合儀表,還是參考日本等國儀表研制的DDZ-Ill(4-20mA)型電動組合儀表,都是以電流信號為準,這也是由于電流信號便于遠距離的優(yōu)點而被得到廣泛應用的原因之一。
那后來的儀表怎么都用4-20mA呢?與0-10mA電流信號相比,將真信號改成活零信號,而且上下限比值是5:1。
優(yōu)越之處:一是采用活零信號不僅為兩線制儀表創(chuàng)造工作條件,還避開了晶體管特性曲線的起始非線性。二是采用活零信號,一旦儀表出現(xiàn)斷電、線路短路或斷路,能夠及時發(fā)現(xiàn)問題所在,對生產(chǎn)安全極為有利。三是采用活零信號后,最好上下限比值為5:1,便于與氣動模擬信號上下限有同樣的比值,那么電流信號與氣壓信號就有了一一對應關系,便于相互換算。在儀表行業(yè)規(guī)定的電流信號是4-20mA,輔助聯(lián)絡信號1-5V,氣動信號是20kPa~100kPa,同樣具有一樣的上下限比值,極大的方便了它們之間的換算。
因此,什么是電壓信號,電流信號?其實就是以電壓和電流方式傳遞的信號,這里的電壓和電流不是電壓源也不是電流源,而是物理體現(xiàn)的具體內(nèi)容。
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原文標題:電流信號與電壓信號的區(qū)別
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