PLC

模拟量（工程量）转化的方法

1

、基本概念

我们生活在一个物质的世界中。

世间所有的物质都包含了化学和物理特性，

我们

是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。

这些表观性

质就是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物

理量，在自控领域称为工程量。这种表述的优点是直观、容易理解。在电动传感

技术出现之前，

传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量，

其中也包括机械

式的电动仪表。

2

、标准信号

在电动传感器时代，

中央控制成为可能，

这就需要检测信号的远距离传送。

但是

纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。

而且大多传感器属于

弱信号型，

远距离传送很容易出现衰减、

干扰的问题。

因此才出现了二次变送器

和标准的电传送信号。

二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业

传输标准的电信号，

如

0

－

5V

、

0

－

10V

或

4

－

20mA

（其中用得最多的是

4

－

20mA

）

。

而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整，

可以将标准信号准确的对

应于物理量的被检测范围，如

0

－100℃或

-10

－100℃等等。这是用硬件电路对

物理量进行数学变换。

中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、

电

流表就能显示被测的物理量。

对于不同的量程范围，

只要更换指针后面的刻度盘

就可以了。

更换刻度盘不会影响仪表的根本性质，

这就给仪表的标准化、

通用性

和规模化生产带来的无可限量的好处。

3

、数字化仪表

到了数字化时代，

指针式显示表变成了更直观、

更精确的数字显示方式。

在数字

化仪表中，

这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换，

成为

大家习惯的物理量表达方式。

这种变换就是依靠软件做数学运算。

这些运算可能

是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。

4

、信号变换中的数学问题

信号的变换需要经过以下过程：

物理量－传感器信号－标准电信号－

A/D

转换－

数值显示。

声明：

为简单起见，

我们在此讨论的是线性的信号变换。

同时略过传感器的信号

变换过程。

假定物理量为

A

，范围即为

A0

－

Am

，实时物理量为

X

；标准电信号是

B0

－

Bm

，实

时电信号为

Y

；

A/D

转换数值为

C0-Cm

，实时数值为

Z

。