對于壓力傳感器數據采集的內容闡述

對于壓力傳感器數據采集的內容闡述

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規律，將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成，按不同的測試壓力類型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。而數據采集則是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中，自動采集非電量或者電量信號，送到上位機中進行分析處理，數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品，來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。數據采集又被稱為數據獲取，是利用一種裝置從系統外部采集數據并輸入到系統內部的一個接口。數據采集技術廣泛應用在各個領域，比如說DAM-8021,DAM-8041都是數據采集工具。

其實在工業實踐中壓力傳感器是屬于比較經常性用到的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。傳統的壓力傳感器以機械結構型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結構尺寸大、質量重，不能提供電學輸出。隨著半導體技術的發展，半導體壓力傳感器也應運而生，其特點是體積小、質量輕、準確度高、溫度特性好。

像在互聯網行業快速發展的今天，數據采集已經被廣泛應用于互聯網及分布式領域，數據采集領域已經發生了重要的變化。首先，分布式控制應用場合中的智能數據采集系統在國內外已經取得了長足的發展。其次總線兼容型數據采集插件的數量不斷增大，與個人計算機兼容的數據采集系統的數量也在增加。國內外各種數據采集機先后問世，將數據采集帶入了一個全新的時代。被采集的數據是已經被轉換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數字量。

采集一般是采樣方式，即隔一定時間也稱采樣周期，然后對同一點數據重復采集。采集的數據大多是瞬時值，也可是某段時間內的一個特征值。準確的數據測量是數據采集的基礎。數據量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，均以不影響被測對象狀態和測量環境為前提，以保證數據的正確性。數據采集含義很廣，包括對面狀連續物理量的采集。在計算機輔助制圖、測圖、設計中，對圖形或圖像數字化過程也可稱為數據采集，此時被采集的是幾何量數據，幾何量或包括物理量，如灰度。

為何4-20ma采集卡標準電流信號是這個呢

一般儀器儀表的信號電流都為4-20ma，指最小電流為4mA，最大電流為20mA 。傳輸信號時候，要考慮到導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線的產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差了，所以使用電流信號作為變送器的標準傳輸。在工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、角度等，都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上。再通過數據采集模塊如誠控電子的DAM-7041,研華的ADAM-4017+轉換成數字信號，傳輸給PC,PLC等主機進行處理

通常測量現場與控制室之間的距離都比較遠，如果用電壓源信號遠傳，當連接電線的電阻較大時，由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產生較大的誤差。4-20ma采集卡采用電流信號的原因是不容易受干擾，因為工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V，但是噪聲的功率很弱，所以噪聲電流通常小于nA級別，因此給4-20ma傳輸帶來的誤差非常小；電流源內阻趨于無窮大，導線電阻串聯在回路中不影響精度，因此在普通雙絞線上可以傳輸數百米，只要傳送回路不出現分支，回路中的電流就不會隨電線長短而改變，從而保證了傳送的精度。

4-20ma二線制傳感器的設計，用20mA表示信號的滿刻度，但起點信號為什么不是0mA呢？電流型變送器將物理量轉換成4-20ma標準電流信號輸出，必然要有外電源為其供電，其中4-20ma采集卡電流是為了供應傳感器自身最小的工作電流需要，如果采用0-20mA，當信號很小的時候，傳感器便無法獲得足夠的工作能量。而在低于4mA，高于20mA的信號則用于各種故障的報警，比如正常工作時不會低于4mA，當傳輸線因故障斷路，環路電流降為0，所以常取2mA作為斷線報警值。同時，儀表電氣零點為4mA.DC，不與機械零點重合，這種活零點有利于識別斷電和斷線等故障。

最大電流20mA的選擇是基于安全、實用的考慮，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。因此，一般傳感器都是4-20ma信號輸出，這樣信號不容易受干擾而且安全可靠，兩線制4-20ma輸出更可以節省傳感器成本等等，這些原因使得以電流輸出為主的壓力傳感器、溫度傳感器等產品在工業上普遍使用的是兩線制4-20ma輸出。另外在工業現場，用一個儀表放大器來完成信號的調理并進行長線傳輸，會產生以下問題。，由于傳輸的信號是電壓信號，傳輸線會受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會產生電壓降；第三，在現場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。為了解決問題和避開相關噪聲的影響，用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4-20ma的電流環便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。