Từ analog sang kỹ thuật số: Công cụ công nghiệp chuyển đổi tín hiệu chính xác như thế nào

Trong thế giới đo lường công nghiệp, mọi tín hiệu đều kể một câu chuyện.Những hiện tượng vật lý này bắt đầu như những tiếng thì thầm tương tựĐể khai thác chúng trong thời đại kỹ thuật số, chúng ta phải dịch những tiếng thì thầm này thành ngôn ngữ có cấu trúc: mã nhị phân.Blog này khám phá cách các dụng cụ công nghiệp thực hiện quá trình chuyển đổi tinh tế này với độ chính xác, đáng tin cậy, và thanh lịch.

Tín hiệu tương tự là gì?

Các tín hiệu tương tự là các hình dạng sóng liên tục đại diện cho các số lượng vật lý như:

• Áp lực
• Nhiệt độ
• Tỷ lệ lưu lượng
• Mức độ

Các tín hiệu này thay đổi trơn tru theo thời gian và thường được truyền qua một vòng lặp dòng điện 4 ¢ 20 mA hoặc tín hiệu điện áp (ví dụ: 0 ¢ 10 V).

Ưu điểm

• Độ phân giải cao và đại diện tự nhiên của các hiện tượng vật lý
• Giao thông đơn giản qua khoảng cách dài
• Tương thích với các hệ thống cũ

Những thách thức

• Có khả năng gây nhiễu và giảm tín hiệu
• Khó lưu trữ, xử lý hoặc truyền trong các mạng kỹ thuật số hiện đại

Điện tử là gì?

Các tín hiệu kỹ thuật số là các đại diện riêng biệt của dữ liệu, thường ở dạng nhị phân (0s và 1s).

• Ghi dữ liệu
• Truyền từ xa
• Tích hợp đám mây
• Phân tích tiên tiến

Các tín hiệu kỹ thuật số được tạo ra thông qua lấy mẫu và định lượng đầu vào tương tự.

Quá trình chuyển đổi: Chính xác trong mọi bước

Các dụng cụ công nghiệp dựa vào các bộ chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số (ADC) và các bộ chuyển đổi từ kỹ thuật số sang analog (DAC) để kết nối hai thế giới.

1.Chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số (ADC)

Quá trình này bao gồm:

• Lấy mẫu: đo tín hiệu tương tự trong khoảng thời gian thường xuyên
• Số hóa: Đặt cho mỗi mẫu một giá trị riêng biệt
• Mã hóa: Chuyển đổi các giá trị định lượng thành định dạng nhị phân

Ví dụ: Một cảm biến nhiệt độ phát ra một tín hiệu 4 ′′ 20 mA. ADC lấy mẫu dòng điện này, chuyển đổi nó thành một giá trị kỹ thuật số (ví dụ, độ phân giải 12 bit) và gửi nó đến một PLC hoặc nền tảng đám mây.

2.Chuyển đổi số sang analog (DAC)

Được sử dụng khi các bộ điều khiển kỹ thuật số cần gửi tín hiệu tương tự đến các bộ điều khiển hoặc hệ thống cũ.

Ví dụ: Một bộ điều khiển kỹ thuật số tính toán vị trí van và phát ra một tín hiệu tương tự 010 V thông qua một DAC.

Máy truyền thông thông minh: Các bậc thầy lai

Máy phát hiện đại tích hợp cả khả năng ADC và DAC, cho phép:

• Các giao thức truyền thông kỹ thuật số(HART, Modbus, Profibus)
• Khả năng đầu ra tương tự địa phương cho các vòng điều khiển
• Chẩn đoán và hiệu chuẩn thông qua giao diện kỹ thuật số

Những thiết bị này cung cấp tốt nhất của cả hai thế giới: khả năng tương thích analog và trí thông minh kỹ thuật số.

Chuyển đổi tín hiệu như triết lý: Độ chính xác đáp ứng ý nghĩa

Trong triết học Trung Quốc, Dao là cả hình thức và vô hình thức.Người chuyển đổi là người khôn ngoan., chuyển đổi giữa các cõi mà không mất đi bản chất.

Trong thiết bị công nghiệp, bản dịch này không chỉ đơn thuần là kỹ thuật mà còn thơ mộng. Nó đảm bảo rằng mọi xung áp suất, mọi sự gia tăng nhiệt độ, đều được nắm bắt, hiểu và hành động một cách trung thực.

Bảng tóm tắt