传感器的信号 一文读懂传感器技术中的有源信号和无源信号

一文读懂传感器技术中的有源信号和无源信号

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无源信号和有源信号

1定义

对于电流信号而言，若设备有独立的工作电源线，那它提供的信号输出(比如4-20mA)为有源信号;若设备本身无独立工作电源，它提供的信号为无源信号。三线制仪表、四线制仪表的输出信号为有源信号，二线制仪表输出为无源信号。

2如何采集

有源信号： 采集很简单，首先要接通信号源设备的电源(通常有三线制和四线制两种)让设备正常工作，其次将采集设备输入接口的正端和负端分别与信号源设备的正端和负端对应连接行。

无源信号： 首先需要一个直流24V电源(因为提供无源信号的二线制仪表无独立的工作电源，当它需要输出4-20mA信号时，它的工作电压需要外部设备来提供。这个DC24V电源可以是独立电源，也可以是无源信号采集设备配电功能提供);其次二线制仪表、DC24V电源和无源信号采集设备三者之间的应形成正确回路：DC24V电源正极接二线制仪表4-20mA输出的正极，二线制仪表4-20mA输出的负极接入采集设备4-20mA信号输入端正极，采集设备4-20mA信号输入端负极接DC24V电源负极，这样就形成完整的回路。

无源接点和有源接点

1无源接点

无源接点俗称干接点或无源开关，干接点是一种电气开关，具有闭合和断开的两种状态;2个接点之间没有极性，可以互换。

2常见的无源接点信号

各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等。

各种按键。

各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器;继电器、干簧管的输出。

3有源接点

有源接点俗称湿接点或有源开关，具有有电和无电的两种状态;2个接点之间有极性，不能反接。

4常见的有源接点信号

把以上的干接点信号，接上电源，再跟电源的另外一极作为输出，就是有源节点信号。工业控制上常用的湿接的电压范围是DC0-30V，标准的是DC24V;电气设备二次回路中通常的湿接的电压范围是AC110-380V，常用AC220V或AC380V湿接点。

把TTL电平输出作为湿接点，也未尝不可;一般情况下，TTL电平需要带缓冲输出的，例如：7407、245、244等，与VCC等构成回路;244、245也可以跟gnd构成回路;才能驱动远方的光耦。

NPN三极管的集电极输出和VCC。

达林顿管的集电极输出和VCC。

红外反射传感器和对射传感器的输出。

5无源接点的优点

在工业控制领域应用中，因无源接点(干接点)无极性限制，其数量远多于有源接点，无源接点有如下优点：

随便接入，降低工程成本和工程人员要求，提高工程速度。

处理干接点开关量数量多。

连接干接点的导线即使长期短路既不会损坏本地的控制设备，也不会损坏远方的设备。

接入容易，接口容易统一。

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走进跃迁 传感器常见信号形式及信号调理

传感器随处可见，它们用来测量温度、光照、声音和其他各种环境参数。从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。下面通过简单的概述给大家介绍一下传感器常见信号形式及信号调节。

传感器

在使用的过程中，传感器的三种输出信号也发挥了重要的作用。

1、绝对码信号 是一种与被测对象的状态相对应的信号。如码盘，它的每一个角度方位对应于一组编码，这种编码称为绝对码。绝对码信号有很强的抗干扰能力，不管测量过程中发生什么情况，干扰过后，一种状态总是对应于一组确定的编码。

2、增量码信号 的特点是，被测量值与传感器输出信号的变化周期数成正比，即输出量值的大小由信号变化的周期数的增量决定。一般光栅位移传感器、磁栅位移传感器、激光位移传感器等采用干涉法等测量位移时，传感器输出的信号为增量码信号。

3、开关信号 ：开关信号只有0和1两个状态，可视为绝对码只有一位编码时的特例。如行程开关、光电开关等传感器的输出就是开关信号。

传感器的信号调节

传感元件（传感器）将有用的物理信号转换为电信号，例如：用于测量压力的压阻桥、用于检测超声波的压电传感器以及用于测量气体浓度的电化单元等。传感元件产生的电信号都很小，并且为非理想状态，例如：温度漂移和非线性传输函数等。

传感器模拟前端和传感器信号调节器，用于把这些传感元件所产生的小信号放大到可用水平。传感器包含完整的信号调节电路，以及可刺激传感元件、管理功率并与外部控制器连接的一些电路。

为了实现信号调节或更高层次的监测，通常需要测量多个传感器元件的输出。举例来说，处理一个典型压阻桥的输出，就需要同时测量压阻桥和温度传感器的输出。此外，热电偶的输出处理，要求同时测量热电偶的输出和传感器的输出，测量接头的温度。对接头温度的测量是为了完成冷接头补偿。同一信号调整器处理多个感测元件的情形称为“多模态信号调整器”。

传感器信号调节的另一个方面是发生信号调节的电域。传感器的电阻桥传感元件的信号调节发生在模拟域内。在传感器中，信号调节同时发生在模拟和数字域内。后一种情况被称作“混合信号信号调节”。

混合信号调节器的一个关键组成部分是模数转换器（ADC）。在信号达到智能补偿模块以前，两个传感元件始终都有独立的信号通路。之后，该模块组合这两个信号，产生经过处理之后的输出。

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