常见模拟量信号的检测方法.

变频器输出频率测量方法-民熔变频器的输出频率是指实际运行中的频率值，通常与给定的频率信号稍有不同。

为了便于反馈调节，需要对其进行测量，以供我们参考。

如果相差较大，则需要检测给定的电源、负载电机等设备。

如何检测变频器的实际输出频率？利用变频器的模拟输出信号和通信方式给出了许多常用的方法。

一。

模拟量模式：众所周知，变频器有模拟输入输出部分，模拟输入用于给定频率的0-10V直流电压信号和0-20mA电流信号；模拟输出用于检测变频器的工作状态，如工作电压、工作电流，我们要检测的功率和频率值可以用模拟量的形式给出。

相同的输出形式是电压信号和电流信号。

此输出参数可在变频器设置中选择。

常见的检测设备有：1）电流表电压表直接测量根据仪表值计算出的实际工作频率，2）转速表等数字显示更方便将模拟量转换成数字量显示，3）将采集的模拟量转换成数字量进行反馈控制，由ad模块和PLC 实现。

其实，它们的原理是一样的，就是把模拟量转换成实际的频率值，比如10V电压信号对应的最大值是50赫兹，可以根据比例关系来转换，比如2.5伏对应的转换器输出频率是12.5赫兹。

2。

通讯方式：这是相对困难的，但接线相对简单，数据采集相对方便，无需转换。

现在的变频器基本上支持控制的通信方式。

我们不仅可以利用它来控制变频器的频率设定、正反转等操作，还可以实时采集操作。

所有的数据传输和验收都是通过几根电缆完成的，操作也是发送相应的命令。

常用的通信方式是modbus，是一种经济通用的变频器。

在一些中大型高性能变频器中，有PROFIBUS通信、PROFINET通信、以太网通信等，我们可以直接使用这些通信方法来完成工作频率的采集。

具体方法根据变频器和上位机支持的通信格式确定。

怎样测4－20mA电流信号？
1、在设备现场，最简便又实用的工具可使用数字式万用表（譬如福禄克系列），将万用表DCmA按极性串接至变送器输出回路中测量示值。

2、在试验室，可使用0.5级及以上精度的直流毫安表，若无条件仍可使用数字万用表直流毫安档。

以电流变送器为例：
变送器接通电源，预热10分钟。

变送器输出端可直接串接毫安表（按极性正确连接），变送器信号输入端输入电流为零时，变送器输出电流应为4mA，若有偏离，可调整变送器“调零”电位器。

然后将输入端电流加至电流互感器二次额定值（5A或1A），此时输出电流应为20mA，若有偏离可调整“满度”电位器。

然后后头再校一次“调零”、“满度”即可。

DCS的数据采集与处理技术数据采集与处理技术在工业自动化系统中扮演着重要的角色。

而分布式控制系统（DCS）是一种典型的工业自动化系统，使用了先进的数据采集与处理技术。

本文将介绍DCS的数据采集与处理技术，并探讨其在工业领域的重要性。

一、DCS概述分布式控制系统（DCS）是一种在工业生产过程中使用的自动化控制系统。

它通常由多个分散的控制单元组成，控制着不同部分或不同环节的设备。

DCS通过数据采集与处理技术，实时监控和控制各个设备，使整个系统能够高效运行。

二、数据采集技术数据采集技术是DCS中的重要组成部分，其主要功能是收集现场设备的数据并传输到控制中心。

在DCS系统中，常用的数据采集技术包括模拟量信号采集和数字量信号采集。

1. 模拟量信号采集模拟量信号采集是指将实际过程中的模拟量信号转换成数字信号，以便于DCS系统进行处理和控制。

常见的模拟量信号采集设备包括传感器、变送器等。

传感器通过测量实际过程中的物理量（如温度、压力等），将其转换成电信号；而变送器则将传感器采集到的模拟信号进行放大、线性化等处理，并将其转换成标准的模拟量信号。

通过这些设备的协同工作，DCS系统可以实时地获得实际过程中的各种物理量。

2. 数字量信号采集数字量信号采集是指将实际过程中的开关信号（如开关量、报警信号等）转换成数字信号。

常见的数字量信号采集设备包括开关量传感器、编码器等。

这些设备通过检测实际过程中的开关状态，并将其转换成数字信号，以便DCS系统进行处理和控制。

三、数据处理技术数据处理技术是DCS中的核心部分，其主要功能是对采集到的数据进行处理和分析，以实现对生产过程的监控和控制。

1. 实时数据处理实时数据处理是指DCS系统对采集到的数据进行实时处理和分析。

系统会根据事先设定的规则和算法，对数据进行计算、比较、判断等操作，以判断当前的工艺状态，并根据需要发送信号给执行机构进行控制。

实时数据处理在DCS系统的稳定性和可靠性方面起着至关重要的作用，它直接影响到整个系统的运行效果。

继电保护保护装置上的“模拟量”和“开关量”概述在继电保护装置中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。

不论输入还是输出，一个参数要么是“模拟量”，要么是“开关量”。

下面详细讲述含义：开关量：开关量顾名思义就是只有开和关两种状态的工程量了，也叫变量，也就是说这种变量要么是0、要么是1，对应而言就是要么他就是开、要么他就是关，反映的是状态。

开关量分为输入开关量和输出开关量，在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门，输入开关量就是这些设备的开关状态的反馈，输出开关量就是开关这些设备的指令；就像控制继电器的开关一样。

一般指开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）。

该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。

数字量：数字量由多个开关量组成。

如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。

模拟量：模拟量简单的说就是一些变化的量，模拟量的有他的量程的上下限，就像水位、压力、流量等，他们叫做模拟量，模拟量也有输入和输出之分，一般输入的模拟量用作反馈监视或者控制计算，输出模拟量一般用于控制输出，例如水位的给定值、负荷的给定值等，他主要用于控制设备的开度。

模拟量是连续的量，数字量是不连续的。

反映的是电量测量数值（如电流、电压）。

控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。

比如温度，从0至100度，压力从0至10Mpa，液位从1至5米，电动阀门的开度从0至100%，等等，这些量都是模拟量。

常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位只有“0”和“1”两种状态，因此，“开关量”只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。

而模拟量则根据精度，通常需要8位到16为才能表示一个“模拟量”。

最常见的“模拟量”是12位的，即精度为2-12，最高精度约为万分之二点五。

高压低压配电柜的模拟量输入与输出信号处理技术介绍在电力系统中，高压低压配电柜是实现电能输送和配电的重要设备之一。

为了确保电力系统的安全和稳定运行，配电柜需要实时监测各个电路的电压、电流等模拟信号，并将其转化为数字信号进行处理和控制。

因此，模拟量输入与输出信号处理技术显得尤为重要。

本文将介绍高压低压配电柜的模拟量输入与输出信号处理技术，并探讨其在电力系统中的应用。

一、模拟量输入信号处理技术1. 信号采集模拟量输入信号处理的第一步是信号采集。

对于高压低压配电柜而言，常见的模拟输入信号有电压和电流。

针对电压信号的采集，常用的方法是使用电压互感器或电压变压器将高压电压转化为低压信号。

对于电流信号的采集，则可以使用电流互感器或者电流互感器将高压电流转化为低压信号。

2. 信号放大信号采集后，由于信号的大小较小，需要进行放大处理。

常见的信号放大方法有运放放大和变压器放大等。

运放放大是将小信号经过运放电路进行放大，以增加信号的幅值。

而变压器放大是利用变压器的原理将小信号输入到一侧，然后输出到另一侧进行放大。

3. 信号滤波信号放大后，由于存在噪声干扰和采集误差，需要进行信号滤波。

信号滤波可以分为模拟滤波和数字滤波两种方法。

模拟滤波主要是通过滤波电路对信号进行处理，去除高频噪声和杂散信号。

数字滤波则是通过数字滤波器对采样信号进行处理，滤除非感兴趣的频率成分。

4. 信号转换信号滤波完成后，需要将模拟信号转换为数字信号，便于后续的处理和传输。

常见的信号转换方法有模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）两种。

ADC将模拟量信号转化为数字信号，而DAC 则将数字信号转化为模拟量信号。

二、模拟量输出信号处理技术1. 数字转模拟转换模拟量输出信号处理的第一步是将数字信号转换为模拟量信号。

与模拟量输入相对应，常用的模拟量输出信号有电压和电流等。

数字转模拟转换可以利用数字模拟转换器（DAC）实现。

DAC将数字信号转化为模拟信号，通过输出模拟电压或电流来实现模拟量输出。

常见模拟量信的检测方法常见的模拟量信号检测方法有以下几种：1.电位差检测法：利用电位差测量原理，通过测量电路两个节点之间的电压差来间接测量模拟量信号的数值。

这种方法简单、可靠，广泛应用于工业自动化领域。

2.桥式检测法：利用变阻器、电容器等元件组成桥路，通过调节桥路的平衡来测量模拟量信号的数值。

桥式检测法具有高精度、高稳定性的特点，在精密测量领域得到广泛应用。

3.电流/电压变送器检测法：将模拟量信号转换为电流或电压信号，并通过相应的电流/电压变送器进行测量和传输。

这种方法适用于长距离传输、抗干扰性强的场合。

4.放大器检测法：通过采用不同类型的放大器，将模拟量信号放大后，进行测量和判断。

常见的放大器有运算放大器、差动放大器等。

这种方法具有灵活性高、适应性强的特点。

5.数字转模拟转换方法：采用数字到模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号，并通过测量模拟信号的数值来判断模拟量信号的数值。

这种方法适用于数字信号处理系统中。

6.双积分检测法：通过对模拟量信号进行双积分运算，得到信号的振幅和相位信息，并通过测量来判断模拟量信号的数值。

这种方法适用于低频、小幅度信号的测量。

7.微波干涉检测法：利用微波信号经过干涉后产生的相位差来测量模拟量信号的值。

这种方法适用于高频、大幅度信号的测量。

8.光学检测法：利用光学传感器、光电二极管等光学元件进行测量和判断。

光学检测法具有非接触式、高精度等特点，在一些应用领域得到广泛应用。

这些模拟量信号检测方法在工业自动化、通信、医疗设备等领域都得到了广泛的应用。

不同方法适用于不同的信号特性和测量要求，选择合适的检测方法可以提高测量的准确性和稳定性。

开关量：开关量只有两种状态，0、1，包括开入量和开出量，反映的是状态。

数字量：数字量由多个开关量组成。

如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。

模拟量：模拟量是连续的量，数字量是不连续的。

反映的是电量测量数值（如电流、电压）。

1、开关量：为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；也可以是有源信号，专业叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量版主说的好，多个开关量可以组成数字量2、数字量：有0和1组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。

和模拟量的关系是量化后的模拟量。

3、模拟量：连续的电压，电流等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，其经过抽样和量化后就是数字量。

4、脉冲量：在瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。

在量化后，其连续规律的变化就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。

数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。

模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。

最基本的数字量就是0和1，最基本来说即指反映到开关上就是指一个开关的打开（0）或闭合（1）状态，开关量是无源的，即它需要装置输出电源对它进行检测（这也就是装置的开入量，如综保装置的非电量输入即是一个外部提供的开入量）；也可以用0和1进行编码，编成各种通讯码。

模拟量即指经PT、CT等传送过来的电压、电流、频率等电量信号；压力传感器经压力变送器、液位传感器经液位变送器、流量传感器经流量变送器、热电偶或热电偶经温度变送器等传送过来的4-20mA（电Ⅲ型仪表）信号等就是模拟量。

变频器输出频率测量方法-民熔变频器的输出频率指的是实际运行时候的数值，往往与给定的频率信号还是有一点差异的，需要测量出来供我们参考以便于反馈调节，如果差值较大则要检测给定源和负载电机等装置。

那变频器实际的输出频率如何检测，方法有很多常见的是利用变频器模拟量输出信号和通信的方式给出。

1.模拟量方式：我们都知道变频器有模拟量输入和输出部分，其中模拟量输入用于频率给定的例如0-10v的直流电压信号和0-20ma的电流信号；模拟量输出则是检测变频器运行状态的如运行电压、运行电流、功率和我们要检测的频率值都能以模拟量的形式给出。

同样输出的形式有电压信号和电流信号，这个输出参数我们可以在变频器设置中进行选择，常见检测装置有：1）电流表电压表直接测量根据表的数值计算出实际运行的频率，2）就是数字显示器如转速表等把模拟量转换为数字量进行显示更加方便，3)就是AD模块与plc进行采集模拟量转换为数字量进行反馈控制。

其实它们的原理都一样，就是把模拟量转换为实际的频率值，如10v 的电压信号对应最大值50Hz，按照比例关系进行换算即可，如2.5v 对应的变频器输出频率就是12.5Hz。

2.通信方式:这个相对来说有点难度但接线相对简单数值采集比较方便不用进行转换。

现在的变频器基本都支持通信的方式进行控制，我们不仅可以用它控制变频器的运行如频率给定、正反转，还可以实时采集运行情况，所有的数据发送和接受都通过几根线缆完成，操作也是发送相应的命令即可。

常见的的通信方式有MODBUS这是经济型、通用型变频器都带有的，在一些中大型、高性能变频器上还带有PROFIBUS通信、PROFINET通信、ETHERCAT通讯等。

我们可以直接采用这些通信方式完成运行频率的采集。

具体的方法要根据变频器支持的通信格式和上位机来决定。

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第一章绪论什么是智能仪器：智能仪器是计算机与测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。

由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。

智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展。

1.1 智能仪器发展概况各个时期的发展：50年代：模拟式（指针式）仪器；60年代：数字式仪器；70年代：独立式智能仪器（简称称智能仪器）；80年代初：个人仪器（PC仪器）；80年代后期：虚拟仪器。

1.2智能仪器发展趋势1、微型化2、多功能化3、人工智能化4、网络化1.3 智能仪器的分类、组成和特点从发展应用的角度看，智能仪器分为微机内嵌式和微机扩展式两大类。

微机内嵌式：将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中，仪器包含一个或多个微机，属于嵌入式系统。

智能仪器由硬件和软件两大部分组成。

硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路等部分。

微处理器是仪器的核心；存储器包括程序存储器和数据存储器用来存储程序和数据；输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波、放大、模数转换等；输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理器处理后的数字信号转换为模拟信号；人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁，操作者可通过键盘仪器发出控制指令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来；通信接口电路实现仪器与计算机或其它仪器的通信。

智能仪器的特点：1、操作自动化2、自测功能3、数据分析和处理功能4、友好的人机对话功能5、可程控操作能力1.4智能仪器设计要求、原则及步骤智能仪器设计的基本要求：功能及技术指标要求、可靠性要求、便于操作和维护、仪器工艺结构与造型设计要求智能仪器的设计原则：1、从整体到局部(自顶向下)的原则2、较高的性能价格比原则3、开放式设计原则智能仪器的设计步骤：1、确定设计任务2、拟定总体设计方案3、方案实施：（1）根据仪器总体方案，确定仪器的核心部件：单片机、信号处理器（DSP）、可编程控制器（PLC）或微计算机（MPC）等（2）设计和调试仪器。

模拟量模块的使用及信号的采集与处理模拟量模块是一种用于采集和处理模拟量信号的设备。

它通过连接传感器与计算机系统，将物理世界中的模拟量信号转化为数字信号，以便计算机系统能够对其进行进一步的处理和分析。

下面将详细介绍模拟量模块的使用以及信号的采集与处理。

1.模拟量模块的使用：连接完成后，打开相应的软件程序，可以配置模拟量模块的参数，如采样率、增益等。

模拟量模块通常具有多个输入通道，可以同时采集多个模拟量信号。

用户可以选择需要采集的通道，并设置采样的时间间隔。

配置完成后，点击开始采集按钮，模拟量模块开始采集模拟量信号。

2.信号的采集与处理：信号采样是指定时间间隔内对信号值进行测量。

采样率是指每秒钟采样的次数。

采样率越高，对信号的采样越精确，但也会增加数据量和计算量。

通过模拟量模块的软件界面，用户可以设置采样率以及采样的时间长度。

信号处理是指对采集到的信号进行滤波、放大、修正等操作，以得到预期的结果。

例如，通过滤波操作可以去除信号中的噪声，提高信号质量。

而信号放大可以将小幅度的信号放大到适合计算机处理的范围。

处理完成后，用户可以将采集到的信号保存到计算机系统中，以备后续分析和应用。

总结：模拟量模块的使用及信号的采集与处理是实现模拟量信号数字化的重要步骤。

通过模块的连接和配置，可以方便地采集模拟量信号，并对其进行进一步的处理和分析。

信号采集和处理的精度和效果对模拟量信号的后续应用起着至关重要的作用。

因此，在使用模拟量模块进行信号采集与处理时，用户需要充分了解模块的功能与特性，并根据实际需求进行相应的配置和选择。

单片机ADC检测4-20mA电路，以及计算方法随着科技的不断进步，单片机在工业领域的应用越来越广泛。

在工业现场，经常需要监测各种参数，如温度、压力、流量等，而这些参数通常是以电流的形式进行传输的。

其中，4-20mA电流信号是工业领域中最常用的一种信号，因为它具有很好的抗干扰性能和远距离传输能力，因此被广泛应用于工业自动化控制系统中。

要对4-20mA电流进行监测和检测，通常会使用单片机的ADC（模数转换器）来进行采集。

本文将介绍如何设计一个简单的单片机ADC检测4-20mA电路，并探讨计算方法。

1. 单片机ADC检测4-20mA电路的设计在设计单片机ADC检测4-20mA电路时，需要考虑以下几点：1）信号隔离：由于工业现场常常存在噪声干扰和接地电位差，因此需要对电流信号进行隔离，以保证采集的准确性和稳定性。

2）电流-电压转换：由于单片机的ADC一般是以电压形式进行采集的，因此需要将4-20mA电流信号转换为相应的电压信号。

3）电压采集：设计一个合适的电压采集电路，将转换后的电压信号输入到单片机的ADC引脚进行采集。

基于以上考虑，可以设计如下的单片机ADC检测4-20mA电路：电流信号输入端 -> 隔离电阻 -> 电流-电压转换电阻 -> 电压采集电路-> 单片机ADC引脚2. 单片机ADC检测4-20mA电路的计算方法在实际的工程应用中，需要将采集到的电压信号转换为对应的电流数值，以便进行后续的控制和监测。

下面将介绍单片机ADC检测4-20mA电路的计算方法。

假设电流-电压转换电阻的阻值为R，输入的4-20mA电流信号经过该电阻转换后得到对应的电压信号V，单片机的ADC采集到的电压值为V_ADC。

则根据欧姆定律和ADC的工作原理，可以得到电流与ADC采集值的关系：I = V / R = (V_ADC / 1024 * Vref) / R其中，I为实际电流值，V为电压值，R为电流-电压转换电阻的阻值，V_ADC为单片机ADC采集到的电压值，1024为ADC的分辨率，Vref为ADC的参考电压（一般为5V）。

专利名称：一种模拟量断线故障检测方法、系统及采集装置专利类型：发明专利
发明人：王振华,黄旭,吕玄兵,葛维春,周东杰,于同伟,赵会彬,李籽良,宋一丁,卢岩,王全海,郑志勤,郭震,王刚,曹昆申请号：CN201710735199.6
申请日：20170824
公开号：CN109425803A
公开日：
20190305
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种模拟量断线故障检测方法、系统及采集装置，产生故障模拟信号，将各模拟量通道的输入信号和故障模拟信号进行模数转换，以设定的采样频率采集各模拟量通道模数转换后的数据；读取转换后的数据，以断线故障模拟信号的采样数据为基准值，判断各模拟量通道的采样数据是否满足设定条件，设定条件值将各模拟量通道的采样数据均与基准值作差比较，并把相邻两次采样的同一模数转换通道采集的数据进行作差比较，若两次作差得到的差值均小于对应的设定值，判断为该模拟量通道发生模拟量断线故障。

本发明实时性强，检测结果正确率及检测效率高，降低了模拟量断线导致误动的风险，提高了继电保护装置运行的稳定性和可靠性。

申请人：许继集团有限公司,国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,许继电气股份有限公司,许昌许继软件技术有限公司,国家电网公司
地址：461000 河南省许昌市许继大道1298号
国籍：CN
代理机构：郑州睿信知识产权代理有限公司
代理人：吴敏
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模拟量信号发生器的使用方法
1. 打开模拟量信号发生器，确认电源开关已接通。

2. 按照示意图，接好信号线，以及与用户接口相应的控制板连接。

3. 通过按钮、旋钮设置，选择要发生的信号类型，如正弦波、方波、三角波等，以及信号的频率和振幅大小。

4. 调整对应的外部输出电压，确保信号输出的准确性和稳定性。

5. 调整振幅偏移，将信号输出到转换器上，以实现信号数据转换。

6. 通过相应的控制系统连接机构，实现信号量的控制。

7. 使用测量仪表，检查信号发生器输出的信号情况，以保证信号量的精准度。