第2章(1)模拟量输入通道讲解
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测控总线与仪器通信技术课后答案第二章1、模拟输入通道有哪几种类型?各有何特点?答案:多路模拟输入通道分为集中采集式(简称集中式)和分散采集式(简称分布式)两大类型。
集中式的特点是多路信号共同使用一个S/H和A/D电路,模拟多路切换器MUX对多路信号分时切换、轮流选通到S/H和A/D进行数据采集。
分布式的特点是每一路信号都有一个S/H和A/D,因而也不再需要模拟多路切换器MUX。
每一个S/H和A/D只对本路模拟信号进行数字转换即数据采集,采集的数据按一定顺序或随机地输入计算机。
2、什么情况下需要设置低噪声前置放大器?为什么?答案:没有信号输入时,输出端仍输出一定幅度的波动电压,这就是电路的输出噪声。
把电路输出端测得的噪声有效值除以该电路的增益K,得到该电路的等效输入噪声。
如果电路输入端的信号幅度小到比该电路的等效输入噪声还要低,这个信号就会被噪声所“淹没”,就必须在该电路前面加一级放大器——“前置放大器”。
只要前置放大器的等效输入噪声比其后级电路的等效输入噪声低,加入前置放大器后,整个电路的等效输入噪声就会降低,因而,输入信号就不会再被电路噪声所淹没。
3、图2-1-14(a)所示采集电路结构只适合于什么情况?为什么?答案:采集电路仅由A/D转换器和前面的模拟多路切换器MUX构成,只适合于测量恒定的各点基本相同的信号。
恒定信号不随时间变化,无须设置S/H,各点基本相同的信号无需设置PGA。
4、多路测试系统什么情况下会出现串音干扰?怎样减少和消除?答案:多路测试系统由于模拟开关的断开电阻Roff不是无穷大和多路模拟开关中存在寄生电容的缘故,当某一道开关接通时,其它被关断的各路信号也出现在负载上,对本来是唯一被接通的信号形成干扰,这种干扰称为道间串音干扰,简称串音。
为减小串音干扰,应采取如下措施:①减小Ri,为此模拟多路切换器MUX前级应采用电压跟随器;②MUX选用Ron极小、Roff极大的开关管;③选用寄生电容小的MUX。
第二章输入输出接口与过程通道在计算机控制系统中,为了实现对生产过程的控制,要将对象的被控参数及运行状态,按要求的方式送人计算机处理,再将结果以数字量的形式输出,并将数字量变换为适合生产过程控制的量,因此在计算机接口和生产过程之间,必须设置信息的传递和变换装置,这个装置就称之为过程输入输出通道,也叫I/O通道。
2.1 过程输入输出通道概述2.1.1 过程输入输出通道的类型及功能根据过程信息的性质及传递方向,过程输入输出通道可分为模拟量输人通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输入通道、数字量(开关量)输出通道等几种类型。
生产过程的被调参数(如温度、压力、流量、速度、位移等),一般是随时间连续变化的模拟量,通过检测元件和变送器转换为对应的模拟电压和电流。
由于计算机只识别数字量,故模拟电信号必须通过模拟量输入通道转化为数字量后,才能送人计算机。
对于生产现场的状态量(如开关、电平高低、脉冲量等)也不能为计算机直接接受,因此数字量(开关量)输入通道将状态信号转变为数字量送入计算机。
计算机控制生产现场的控制通道也有两种,即模拟量输出通道和数字量输出通道。
计算机输出的控制信号以数字形式给出,若执行元件要求提供模拟电压或电流,则采用模拟量输出通道将数字量转换为模拟电压或电流,若执行元件要求数字量(开关量),则应采用数字量输出通道,将计算机输出的数字量经处理和放大后输出。
由此可见,过程输人输出通道是计算机和工业生产过程相互交换信息的桥梁。
2.1.2 过程输入输出通道与CPU交换的信息类型过程输入输出通道与CPU交换的信息类型有三种:(1)数据信息反映生产现场的参数及状态的信息,它包括数字量、开关量和模拟量。
(2)状态信息又叫应答信息、握手信息,它反映过程通道的状态,如准备就绪信号等。
(3)控制信号用来控制过程通道的启动和停止等信息,如三态门的打开和关闭、触发器的启动等。
接口电路含这三类信息交换的端口。
2.1.3 过程通道的编址方式由于计算机控制系统一般都有多个过程输人输出通道,因此需对每一个过程输入输出通道安排地址。
第一章,计算机控制概述1,计算机控制系统的硬件由主机,常规外部设备,过程输入/输出(I/O)通道,操作台,通信设备组成。
2,DAS,数据采集系统3,OGC操作指导控制系统4,DDC,直接数字控制系统5,SCC,监督计算机控制系统6,DCS,分散控制系统7,FCS,现场总线控制系统8,CIMS,计算机集成制造系统第二章,模拟量输出通道1,模拟量输出通道的任务,把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号,去驱动相应的执行器,从而达到控制的目的。
主要由接口电路,数/模转换器,电压/电流变换器等构成。
2,D/A转换器的性能指标,分辨率,转换精度,偏移量误差,线性误差,稳定时间。
3,由于电流信号1,易于远距离传输,且不易受干扰,。
2,在过程控制系统中,自动化仪表接收的是电流信号。
故输出通道常用电流信号传递信息。
4,D/A转换模板具有通用性,体现在,符合总线标准,接口地址可选,输出方式可选。
5,十三,十四页,图。
第三章,模拟量输入通道1,模拟量输,入通道的任务,把控制对象的过程参数如温度电压等模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。
2,把连续变化的量变成离散后在进行处理的计算机控制系统称为离散系统或采样数据系统。
采样形式,周期,多阶,随机采样。
3,A/D转换器从原理上可分为,逐位逼近式,双积分式,电压/频率式。
4,A/D转换器的性能指标,分辨率,转换精典型的度,线性误差,转换时间。
5,A/D转换器的接口电路主要解决主机如何分时采集多路模拟量输入信号。
典型的两种接口电路,查询方式读入A/D转换数,定时方式读入A/D转换数。
第四章数字量输入输出通道。
1,光电耦合隔离器按其输出级不同分为,三极管型,单向晶闸管型,双向晶闸管型。
2,数字量输入通道把生产过程中的数字信号转换成计算机易于接受的形式。
以开关和脉冲输入形式居多。
3,数字量输出通道把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。