理论教育 热电偶与热电阻模块的应用技术分析

热电偶与热电阻模块的应用技术分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:2085-IRT4支持热电偶与热电阻的种类和电压、阻值范围见表3-20、表3-21。表3-20 热电偶的种类和电压范围表3-21 热电阻的类型和阻值范围1.工程单位标定2085-IRT4模块使组态的每一个输入通道的模拟信号线性转换成温度值。所有小于截止频率的输入信号都会以小于3dB衰减量通过数字滤波器。截止频率不能和响应时间混淆,截止频率和输入信号的数字滤波器的衰减程度有关,而响应时间定义为扫描完输入通道后通道数据字的更新速度。

热电偶与热电阻模块的应用技术分析

2085-IRT4支持热电偶与热电阻的种类和电压、阻值范围见表3-20、表3-21。

表3-20 热电偶的种类和电压范围

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表3-21 热电阻的类型和阻值范围

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1.工程单位标定

2085-IRT4模块使组态的每一个输入通道的模拟信号线性转换成温度值。通过CCW软件为通道0~3组态以下数据格式:

1)工程单位*1:如果选择工程单位*1作为温度传感器的数据格式,对于确定的传感器类型和标准,模块将输入数据转换成实际温度值。表示的温度值是每单位0.1℃/℉。对电阻式输入来说,每单位对应值为0.1Ω。对电压式输入来说,每单位对应值为0.01mV。

2)工程单位*10:热电偶或电阻式输入传感器,对于确定的传感器类型和标准,模块将输入数据转换成实际温度值。对于这种格式,每单位表示的温度值是1℃/℉。对电阻式输入来说,每单位对应阻值为1Ω。对电压式输入来说,每单位对应电压值为0.1mV。

3)成比例的数据模式:控制器输出的值与输入量成正比,数值的范围由A-D转换器的分辨率而定。例如:热电偶类型B(300~1800℃)的数据范围是-32768~32767。

4)百分比范围:在正常工作范围内,输入数据被描述成百分比。例如:热电偶B型传感器,0~100mV等价于0~100%或300~1800℃等价于0~100%。

通道0~3的数据格式的有效范围见表3-22。

表3-22 通道0~3的数据格式的有效范围

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2.数据格式

由于模拟信号将采集的信号直接量化为数值,也就是下文中所提到的模拟值X,这个量需要进行工程标定,称为具有工程单位的数值y。换句话说,就是模拟能道采集的数无法直接使用,需要进行数据转换,才可作为用于控制或计算的有效数值。

下面介绍如何将模拟量转换为特定数据格式对应的数值:

将模拟值X转换成带有工程单位的计算数值Y或将计算数据Y转换成模拟值X的公式如下:

Y=((X-X数据范围是小值)*(Y数据范围)/(X数据范围))+Y数据范围最小值(www.daowen.com)

例如:

假设有现场的温度传感器采集的信号量化后X=-2000(未处理的数据),由于它是16位有符号整型值数值,所以X最小值=-32768,X数值范围=32767-(-32768)=65535。而现场传感器的测温范围为-270℃~1372℃,所以这个-270℃应该对应X的最小值-32768,而1372℃对应X的最大值32767。因此,这里需要将这个-2000转换为实际对应的温度值,所以作如下计算:

Y数值范围=1372-(-270)=1642,Y最小值-270℃,

则:Y=(-20000-(-32768))*1642/65535+(-270℃)=49.9℃

这样就得到了具有工程单位的数值Y。

温度单位可以设为℃(默认)或℉。

3.配置参数

(1)开路响应

这个参数定义了模块处于开路时的响应。该参数有以下4个选项可供选择。

1)数值上限:通道数值的输入最大值。数值上限由选择的输入类型、数据格式和数据范围决定。

2)数值下限:通道数值的输入最小值。数值下限由选择的输入类型、数据格式和数据范围决定。

3)保持上一状态:将输入设为上一输入值。

4)调零:调输入为零,强制通道数据为零。

(2)滤波器频率

2085-IRT4模块用一个数字滤波器为输入信号抑制干扰。频率默认值为4Hz。当滤波频率为4Hz时,数字滤波器提供-3dB的振幅衰减。

-3dB频率是滤波器的截止频率(截止频率定义:输入信号的频率响应曲线3dB点对应的频率即截止频率)。所有小于截止频率的输入信号都会以小于3dB衰减量通过数字滤波器。所有高于截止频率的输入信号都会加速衰减。

每一个通道的截止频率由滤波器频率的选择来确定,并且等于滤波器的设定频率。选择一个滤波器之后,信号的最快变化速率低于滤波器的截止频率。截止频率不能和响应时间混淆,截止频率和输入信号的数字滤波器的衰减程度有关,而响应时间定义为扫描完输入通道后通道数据字的更新速度。

补充说明:低通滤波器的抑制噪声效果更好,但是响应时间通常会增加。高通滤波器的响应速度很快,但会减弱抑制噪声的效果,并且降低有效分辨率。

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