评估电子电路
信号处理电子装置是传感器与控制层之间的接口。它接收来自测量传感器的原始电信号,例如电压、电流、脉冲或频率。这些信号经过放大、滤波和数字化处理。随后,通过数学运算进行分析、量程转换,并转换为质量、流量、压力或温度等物理量。分析电子装置通常通过标准信号(例如 4–20 mA、0–10 V)、现场总线接口或过程控制系统的数字协议提供测量值。通常还集成了限值监控、计量或控制算法、平均值计算或诊断功能等附加功能。在称重和计量系统中,评估电子设备对测量分辨率、重复性和响应时间至关重要——从而直接影响基于重量的工艺的精度。
信号处理电子装置是传感器与控制层之间的接口。它接收来自传感器的原始电信号,对其进行放大、滤波和数字化处理,并借助线性特性曲线(例如)进行计算,
y = a · x + b
转换为物理量。动态效应通常通过简单的滤波器模型(如PT1环节)来描述
T · dy/dt + y = K · u
或通过内置的PI/PID控制器算法,例如
u(t) = Kp · e(t) + Ki · ∫ e(t) dt + Kd · de(t)/dt
予以考虑。因此,分析电子设备可提供标准化输出信号,并以高精度和高重复性支持计量、称重和控制任务。
- y 是初始变量(例如质量、流量、压力或温度),单位为物理单位。
- x 是输入量(例如电压、电流或传感器的原始数字信号)。
- a 是增益系数,即特性曲线的斜率;它描述了输入信号与物理量之间的比例关系。
- b 是偏移量或零点;它用于校正零点偏移,并将特性曲线向上或向下平移。
- u 是输入量(例如传感器信号或参考量)。
- y 是经过滤波器或传输元件后的输出量(平滑信号或延迟信号)。
- T 是 PT1 环节的时间常数;它描述了系统对输入变化的响应速度。
- K 是 PT1 环节的静态增益(稳态下输入与输出之间的增益系数)。
- dy/dt 是自变量 y 的时间导数,描述了 y 随时间变化的速率。
- u(t) 是调节器的被控变量(例如:阀门的开度、转速设定值、输送量)。
- e(t) 是控制偏差,即设定值与实际值之间的差值。
- Kp 是比例系数;它决定了控制器对瞬时偏差 e(t) 的直接响应强度。
- Ki 是积分系数;它对随时间累积的误差进行加权,从而消除持续存在的控制偏差。
- Kd 是微分系数;它对误差的变化率作出响应,并能抑制快速变化或振荡。
- ∫ e(t) dt 是控制误差随时间变化的积分,代表误差累积曲线。
- de(t)/dt 是控制误差的时导数,描述了误差变化的速率。