首頁>Club>
數位電路中,都用電壓指示0或者1,為什麼不用電流呢?
7
回覆列表
  • 1 # Talk工控白

    直接看題目確實認為存在誤區。由題目描述可知,提問者所說的是數字量訊號,是方便計算機識別的,對於計算機是無法識別模擬量訊號,模擬量訊號必須透過A/D轉換器轉成數字量訊號,計算機才能識別。

    訊號是否連續,可分模擬量訊號和數字量訊號。

    模擬量訊號對於模擬控制儀表來說,輸入或輸出訊號是隨時間變化而變化的。特點:模擬量是連續性的。數字量訊號對於數字控制儀表來說,輸入或輸出訊號隨時間變化卻不是連續性的,其實它就是一個離散時間訊號序列。

    在工業自動化控制過程中,很多儀表都是模擬量訊號輸出,在《工業自動化儀表用模擬直流電流訊號》中規定電流訊號範圍為4-20mA。此訊號主要是在控制室外與變送器或執行器相連時應用,對於控制室內,各個儀表的互相聯絡基本上採用直流電壓訊號1-5V。

    從中國儀表訊號制的歷程來看:20世紀60年代,中國的儀表部門研製出採用統一訊號制DDZ-II型電動單元組合儀表,訊號範圍為0-10mA。20世紀70年代中國儀表參考日本歐美等國又研製出DDZ-III型電動單元組合儀表和元件組裝儀表,訊號範圍為4-20mA。從上面所述,儀表訊號從0-10mA再到4-20mA,都是直流電流訊號。既然用直流電流訊號,那就有它的優點。

    直流電流訊號的優點

    直流比交流的干擾少,交流容易產生交變電磁場干擾,對周圍儀表和電路有影響。而且外界的交流乾擾訊號混入後跟有用訊號形式相同難以濾波,直流訊號就沒有此缺點。直流電對訊號負載要求簡單,而且還方便模數轉換與訊號統一。

    中國儀表訊號從0-10mA到4-20mA,為啥不沿用0-10mA電流訊號呢?

    從兩者訊號下限來看,0 -10mA的下限屬於"真零"訊號,4-20mA下限屬於"活零"訊號。0-10mA訊號下限從零開始,方便模擬量的數學運算,雖然直觀、處理方便,但是在正常情況下難以區分下限值和電路故障,很容易引起維護員的誤解和誤操作。4-20mA下限從4mA開始,只要電流訊號下限為0mA,肯定是斷線或短路或斷電,因此能及時發現故障,極大的提高了生產安全。採用4-20mA訊號不僅為兩線制變送器創造有利條件,同時也避開電晶體特性曲線的起始非線性。

  • 2 # 散居獵人

    數字系統輸出電壓高低是基本確定的,用來表示邏輯0或1明確可靠,而電流大小取決於外接負載,顯然邏輯不確定。電流建立需要時間,不能快速切換。在模擬訊號傳輸中,4-20mA電流環很普遍,傳輸距離遠,抗干擾能力強。

  • 3 # 綠谷之聲

    這個問題好傻,我們現在很多電器都是用電流傳遞訊號,比如有線電話,有線電視,有線網路等,在起點調製,在終端解調,這是網路的工作方式。所以貓又叫調變解調器。還有音響裡面的音訊線也是用電流傳遞訊號。這些領域統稱弱電。電流是有線裝置最常用的訊號傳輸方式,無線裝置則是電磁波。此外還有藍芽和紅外線。

  • 4 # 機電貓

    二進位制0和1的可以用各種物質狀態來描述的,比如機械的凸起代表1,平面代表0,早期科學家都成功設計了機械計算器。而磁體的南北極也可以對應這兩種狀態,電流當然也是可以用來傳輸和表示訊號的,理論上也可以透過大小電流來指示0或者1,但是沒有電壓方便,主要是電流測量起來麻煩。而有電壓電流的場合,一般都會有電壓存在,既然人們選擇了電壓做為0或者1,已經找到一個基準了,當然就沒有必要折騰電流了,請關注:容濟點火器

    實際上,在工業上電流傳輸訊號還是得到大規模應用的,而且比電壓傳輸效果還要好,它就是4-20ma的模擬量。很多測量用的感測器,都是變送輸出4-20ma模擬量,給二次儀表或者控制器使用。比如壓力感測器測量出來0-10MPA,0MPA對應4ma,10MPA對應20ma,以此類推。

    之所以模擬量訊號傳輸使用了電流訊號,主要是電流訊號在傳輸過程中有優點,因為線路上有線阻,而感測器供應的電源是電壓源,如果使用了1-5VDC的電壓來變送,線上路上會因為線阻產生壓降,比如測量到的訊號是10MPA,對應5VDC,因為壓降,傳輸到儀表這頭,可能只有4.8VDC,這樣會造成儀表讀取的資料和實際值有偏差,而且線阻會受到線長度,線的粗細還有溫度等影響,不好補償。

    而使用了電流訊號來傳輸,線路的電阻變化,並不會影響電流訊號的大小。而且一些干擾訊號,只會影響到電壓值,對感測器的電壓要求比較高,使用電流傳輸可以避免這些問題。而且對於兩線制的傳輸模式下,電流還可以節省1條線,電壓傳輸做不到。為什麼不使用0-20ma,主要是考慮到如果傳輸回來斷線或者短路了,4-20毫安電流會變成0,現場很容易及時發現並解決問題,而0-20毫安,就容易混淆了。

    實際上,電流僅僅在模擬訊號傳輸上有這個優點,真正到了儀表或者微控制器裡邊,往往都要變成電壓訊號再處理的,比如加一個250歐姆的電阻,4-20毫安會變成1-5伏訊號來處理,最終還是要變成電壓訊號的。

    電流訊號測量時候,往往都要串聯在迴路裡邊來實現,比如你用萬用表測量回來電流,需要斷開線路,把萬用表的兩隻表筆分別串進去才可能測量到。而測量電壓的時候,根本不用動到線路,直接找到要測量的電壓點,並聯兩隻表筆上去就可以測量到了,只要萬用表的阻抗夠大,不會對測量的電路有任何影響。正是因為這個,電壓測量比電流測量簡單很多,而且安全可靠,不會影響到正常工作的線路狀態,因為人們普遍使用了電壓源來做基準,而不是以電流源。

    在這個基準上,可以用高電壓和低電壓來表示0和1,在數字化以後的訊號傳輸,再也不擔心模擬時代那種傳輸過程中的壓降問題和干擾問題了。既然電壓訊號傳輸得缺點被解決了,而它容易測量的優點又得到了最大發揮,所以市場上就形成了電壓源為核心的產品世界,幾乎所有產品設計都是以電壓來考慮的,電流往往是在電壓滿足前提下的功率和容量問題了,也不會有人單獨設計一套電流大小來判斷0和1的電路體系,否則無法相容市場上的其他產品。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 鴿子老是在窩裡怎麼回事?