对于压力传感器数据采集的内容阐述

对于压力传感器数据采集的内容阐述

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律，将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。通常由压力敏感元件和信号处理单元组成，按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。而数据采集则是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中，自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析处理，数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品，来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集又被称为数据获取，是利用一种装置从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域，比如说DAM-8021,DAM-8041都是数据采集工具。

其实在工业实践中压力传感器是属于比较经常性用到的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生，其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。

像在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。被采集的数据是已经被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。

采集一般是采样方式，即隔一定时间也称采样周期，然后对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对面状连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量数据，几何量或包括物理量，如灰度。

为何4-20ma采集卡标准电流信号是这个呢

一般仪器仪表的信号电流都为4-20ma，指最小电流为4mA，最大电流为20mA 。传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了，所以使用电流信号作为变送器的标准传输。在工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。再通过数据采集模块如诚控电子的DAM-7041,研华的ADAM-4017+转换成数字信号，传输给PC,PLC等主机进行处理

通常测量现场与控制室之间的距离都比较远，如果用电压源信号远传，当连接电线的电阻较大时，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差。4-20ma采集卡采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于nA级别，因此给4-20ma传输带来的误差非常小；电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。

4-20ma二线制传感器的设计，用20mA表示信号的满刻度，但起点信号为什么不是0mA呢？电流型变送器将物理量转换成4-20ma标准电流信号输出，必然要有外电源为其供电，其中4-20ma采集卡电流是为了供应传感器自身最小的工作电流需要，如果采用0-20mA，当信号很小的时候，传感器便无法获得足够的工作能量。而在低于4mA，高于20mA的信号则用于各种故障的报警，比如正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0，所以常取2mA作为断线报警值。同时，仪表电气零点为4mA.DC，不与机械零点重合，这种活零点有利于识别断电和断线等故障。

最大电流20mA的选择是基于安全、实用的考虑，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。因此，一般传感器都是4-20ma信号输出，这样信号不容易受干扰而且安全可靠，两线制4-20ma输出更可以节省传感器成本等等，这些原因使得以电流输出为主的压力传感器、温度传感器等产品在工业上普遍使用的是两线制4-20ma输出。另外在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题。，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；第二，传输线的分布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。为了解决问题和避开相关噪声的影响，用电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4-20ma的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。