工業自動化對數字顯示儀表的特殊要求

    應用于工業自動化中的數字顯示儀表必須具有自身的特殊性能。有以下幾方面：

 

    ①工業自動化儀表的檢測參數通常是以溫度、壓力、流量、物位等為主，這些物理量都是隨時間連續變化的非電量。通過各種變送器或A/D，D/A把非電量轉換成統一的標準電信號。

 

    ②各種傳感器輸出的電信號往往與被測參數之間呈現出非線性特性，而模－數轉換器一般是線性的。因此，在用數字形式顯示被測參數時，必須考慮非線性校正問題，以保證測量準確度。

 

    ③工業用儀表區別于實驗室儀表的一個重要方面，是要考慮生產現場的各種惡劣條件，要有較強的抗各種干擾的能力。因此，在設計、制造這類數字儀表時，必須對儀表使用現場的環境條件進行調查，制訂出相應的抗干擾措施，保證儀表具有良好的環境適應性。

 

    ④必須考慮標度變換問題，使儀表顯示值的單位與被測原始物理量統一起來。

 

    ⑤由于現代化生產的自動化程度越來越高，要求儀表能對多種參數進行連續測量、自動報警（越限、故障）及自動打印記錄等。同時，為了對生產過程實現綜合控制與管理，往往將儀表的測量值送入計算機進行運算和存儲，以便按給定的規律對參量進行控制。所以要求數字儀表具有數碼輸出及數據通信功能。

 

    1.2信號的采樣與量化

 

    模擬信號：幅值,時間均連續

 

    離散模擬信號：幅值連續,時間離散。

 

    數字信號：幅值,時間均離散。

 

    采樣：以一定的時間間隔將模擬信號抽樣成離散模擬信號的過程。

 

    量化：用一組編碼（二進制）去逼進離散模擬信號的幅值,將其變成數字信號的過程。

 

    二、顯示儀表采樣定理

 

    為了使采樣輸出信號u*（t）能精確地復現原輸入模擬信號ui（t），對于一個頻率有限的模擬信號來說，采樣周期Ts必須滿足：

 

    三、采樣與保持

 

    模擬信號經采樣后，得到一系列樣值脈沖。采樣脈沖寬度τ一般是很短暫的，在下一個采樣脈沖到來之前，應暫時保持所取得的樣值脈沖幅度，以便進行轉換。因此，在取樣電路之后須加保持電路。

 

    7接地,8接大于1.4V電壓時，LF398采樣。

 

    8接低電平時LF398保持。

 

    四、量化與編碼

 

    在tg期間Uo保持不變，此時電路對Uo進行量化-編碼。

 

    量化：將采樣保持信號Uo按指定要求劃分成最小量化單位s的整數倍。

 

    編碼：就是把量化的數值用二進制代碼表示，即ADC的輸出。

 

    由于數字顯示儀表量位數有限，一個k位二進制碼只能代表2k個數值，則只能接近某個量化電平值。

 

    兩種量化方法：只舍不入法，有舍有入法。