Тензометрические датчики фиксируют механические деформации, которые возникают под действием давления, силы или массы, и преобразуют их в изменение электрического сопротивления. Однако это изменение слишком мало, чтобы его можно было использовать напрямую. Для этого применяются преобразователи сигналов — устройства, которые усиливают, фильтруют и переводят исходный сигнал в форму, пригодную для дальнейшей обработки или отображения.
Что делает преобразователь сигнала
Основная задача преобразователя — принять слабый аналоговый сигнал, изменить его в соответствии с параметрами системы и передать в нужном формате. В тензометрических системах этот процесс включает несколько этапов:
- усиление сигнала от тензодатчика;
- фильтрация помех;
- нормализация и масштабирование;
- преобразование в унифицированный аналоговый или цифровой формат;
- передача на управляющее устройство, контроллер или дисплей.
Типы выходных сигналов после преобразования
В зависимости от типа оборудования и требований системы, преобразователи могут выдавать следующие сигналы:
- аналоговый токовый сигнал 4–20 мА — используется в промышленности благодаря стабильности на длинных линиях;
- аналоговый напряженческий сигнал (0–10 В, ±5 В и т.д.) — применяется в локальных системах с короткими соединениями;
- цифровые интерфейсы (RS-232, RS-485, Modbus, CAN) — подходят для интеграции с системами автоматизации, обеспечивают точную передачу данных;
- PWM или импульсные выходы — используются в некоторых типах измерительного оборудования.
Компоненты преобразователя
Преобразователь включает в себя несколько основных компонентов:
- усилитель низкого уровня — усиливает сигнал с выхода тензометрического моста до значений, пригодных для обработки;
- аналоговый фильтр — устраняет высокочастотные помехи, вызванные шумами или вибрациями;
- АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) — преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму для передачи или отображения;
- интерфейсный модуль — определяет способ передачи данных на внешние устройства;
- модуль питания — обеспечивает стабильную работу устройства при изменениях напряжения сети.
Преимущества использования внешнего преобразователя
- повышение точности измерений;
- гибкость в настройке параметров;
- широкий выбор выходных форматов;
- возможность интеграции в автоматизированные системы;
- снижение уровня шумов и помех.
Преобразователи сигналов тензодатчиков — обязательный элемент тензометрической системы. Они делают данные от датчиков пригодными для практического применения: отображения, записи или передачи. Понимание принципов их работы помогает подобрать совместимое оборудование и настроить систему для получения точных и стабильных результатов.
