我們生活在一個模擬世界。事實上，絕大多數(shù)感測技術(shù)都源起于模擬世界，想要獲取的信息都屬于連續(xù)變量或參數(shù)。傳統(tǒng)上，來自傳感器元件的信號經(jīng)過放大、補償和線性化以適應變送器所連接的系統(tǒng), 全部模擬域內(nèi)完成。自20世紀90年代起，傳感器和變送器都開始從純模擬工作方式轉(zhuǎn)向數(shù)字傳輸協(xié)議、信號處理和接口。如今，這種遷移已經(jīng)達到高潮。產(chǎn)品跨越模擬/數(shù)字分界線的速度因行業(yè)而異，但數(shù)字技術(shù)如今在許多應用領(lǐng)域已經(jīng)全面盛行。但這不意味著模擬變送器行業(yè)將萎縮消亡。仍有眾多應用領(lǐng)域—諸如高EMI/RFI環(huán)境或傳統(tǒng)模擬系統(tǒng) — 其中模擬變送器的優(yōu)勢一直超過數(shù)字變送方式。
一款同時推出模擬版和數(shù)字版的壓力變送器
模擬 —連續(xù)可變輸出
模擬和數(shù)字變送器從技術(shù)、接口、輸出信號和用于描述和規(guī)定其運行方式的術(shù)語方面都分屬兩個
不同世界。TE Connectivity (TE) 開發(fā)的這款M3200壓力變送器提供了模擬或數(shù)字配置版本。
這兩個版本共享以下特色：
能在系統(tǒng)、管道或貯槽內(nèi)的氣體或液體當中執(zhí)行相同的基本壓力測量和報告功能
在機械上具有一致性并可以互換
采用相同的撓性隔膜、硅應變計技術(shù)以及惠斯特電橋，將所受壓力轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號
由傳感器電子線路將模擬信號數(shù)字化以供后續(xù)處理
但類似之處至此為止了。模擬與數(shù)字變送器的差異在于，不僅在功能上不同，而且在能力和優(yōu)
點上不同。
模擬 —連續(xù)可變輸出
模擬和數(shù)字變送器從技術(shù)、接口、輸出信號和用于描述和規(guī)定其運行方式的術(shù)語方面都分屬兩個
不同世界。TE Connectivity (TE) 開發(fā)的這款M3200壓力變送器提供了模擬或數(shù)字配置版本。
這兩個版本共享以下特色：
能在系統(tǒng)、管道或貯槽內(nèi)的氣體或液體當中執(zhí)行相同的基本壓力測量和報告功能
在機械上具有一致性并可以互換
采用相同的撓性隔膜、硅應變計技術(shù)以及惠斯特電橋，將所受壓力轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號
由傳感器電子線路將模擬信號數(shù)字化以供后續(xù)處理但類似之處至此為止了。模擬與數(shù)字變送器的差異在于，不僅在功能上不同，而且在能力和優(yōu)點上不同。
在變送器模擬版本當中，來自內(nèi)部模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D）的數(shù)字信號可以用若干種方式進行調(diào)整。這里將適用各種校準系
數(shù)以確保傳感器滿足度規(guī)格。隨后采用溫度校正系數(shù)來調(diào)整信號并針對環(huán)境溫度做出補償。后，將零點校準和量程校準添加進來，將輸出信號置入變送器部件編號所規(guī)定的預想范圍內(nèi)。結(jié)果隨后由一個內(nèi)部數(shù)字模擬（D/A）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)過一個單位增益緩沖器，再送出至輸出引腳。這個輸出信號為連續(xù)變化信號，就像施加在傳感器上的壓力一樣。在傳統(tǒng)技術(shù)中，諸如粘貼箔式應變計，信號在傳統(tǒng)上會使用安裝在電路板上的電阻器進行修整，修整以對感測元件隨壓力和溫度的特性描述為依據(jù)。隨著微處理器和集成電路（ASIC）的功能增強和體積減小，其中許多已經(jīng)集成到了壓力變送器之內(nèi)。這樣形成了更出色的精度、更小的形狀系數(shù)，并在某些情況下降低了成本。
數(shù)字-用計算機語言的1和0輸出
在變送器的數(shù)字版本當中，數(shù)字信號處理核心操縱數(shù)據(jù)，在其中應用各種補償和校正。這個經(jīng)加工處理的數(shù)據(jù)隨后存儲在寄
存器內(nèi)，待隨后發(fā)送給系統(tǒng)。傳感器和變送器為常用的數(shù)字傳輸協(xié)議為集成電路總線（IIC或I 2 C）。這種通信技術(shù)的設(shè)計方
式是，在系統(tǒng)主控制器發(fā)出數(shù)據(jù)請求之前，變送器不執(zhí)行壓力讀取或報告操作。由于對壓力數(shù)據(jù)的需要是間歇性的，傳感器就可以在數(shù)據(jù)請求之間進入“休眠”（一種非常低功耗的模式）。這點有助于節(jié)省系統(tǒng)能量，對于電源供電型和無線應用場景來說，這都是一項重要能力。
幾乎所有TE的數(shù)字傳感器產(chǎn)品都會在傳感器處采集溫度讀數(shù)。取得這項溫度信息有著重要意義。這項信息將用于補償壓力信號以提供更高度。變送器數(shù)字化這項溫度數(shù)據(jù)并在補償中應用，再將此項數(shù)據(jù)存儲在寄存器內(nèi)，可隨壓力數(shù)據(jù)一同訪問。
其結(jié)果是只用單個變送器就能獲得2種傳感器讀數(shù)。此項數(shù)字化數(shù)據(jù)以16進制格式存儲和傳輸以求效率，但是為了清晰起見，
數(shù)據(jù)表和圖形采用了10進制（計數(shù)）來顯示這些數(shù)據(jù)
許多TE變送器，包括M3200壓力變送器，都采用惠斯特電橋元件來測量環(huán)境溫度。這種測量技術(shù)為壓力讀數(shù)補償提供了的數(shù)據(jù)。還提供了給變送器施加壓力介質(zhì)溫度的良好指征。
模擬傳感器應用案例
而一項常用于克服這個問題的技術(shù)是采用大電流、低阻抗傳輸方式，這種方式能夠免受這些噪聲源干擾。而4-20 mA電流回
路就設(shè)計用于提供方面的能力。在變送器處，壓力信號用于控制傳感器從位于控制器處電源當中抽取的電流量。對于零信號電平，變送器抽取4 mA電流。對于高信號電平，變送器制取20 mA電流。對于處在這兩個限值之間的任何信號，電流抽取量
將是一個與信號電平成比率的數(shù)值。而這個方法當中所涉及的一切都屬于模擬技術(shù)。這是一種消除EMI/RFI/ESD造成問題的*方式。M3200壓力變送器可提供有12種不同壓力量程的模擬4-20mA版本。
有些應用有著*的條件，這些條件必須在決定選用模擬或數(shù)字
變送器時予以考慮。一家煉油廠用于監(jiān)測化學過程壓力的變送器
就是一個很好的例子。由于這家煉油廠的設(shè)計方式，有時候壓
力變送器必須設(shè)在距與其相連控制系統(tǒng)數(shù)百英尺之外—這就要求
采用長程電纜線路進行連接。這些電纜線路形成了效果良好的天
線，能夠從鄰近電纜和設(shè)備拾取到電磁干擾（EMI）/無線頻率
干擾（RFI）/靜電放電（ESD）信號。然而，電氣“噪聲”有可
能過于強大，會扭曲或破壞電纜內(nèi)的高阻抗模擬信號 。
數(shù)字傳感器應用案例
當前有一個工業(yè)壓力傳感器新市場正在興起，就是所謂的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT或簡短稱為工業(yè)4.0）。其基本理念是在工廠當中
安裝能夠監(jiān)測制造過程每一個關(guān)鍵參數(shù)的傳感器和變送器。所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至中央計算機，或發(fā)送至云，并在其中執(zhí)行分析，并將數(shù)據(jù)存儲起來。所有這些都在數(shù)字域內(nèi)完成，以提高通信、分析和存儲效率。這里采用能夠以數(shù)字格式提供信號的變送器就是合理的。這樣可以降低系統(tǒng)成本，變送器與控制電子線路接口也更加方便。
無論您的應用工作在模擬世界或數(shù)字世界，能夠提供可在任一種類型應用下工作的傳感器和變送器對于這些系統(tǒng)的設(shè)計者來
說都提供了巨大的靈活性。M3200壓力變送器的模擬和數(shù)字版本都提供了相同的測量壓力并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制系統(tǒng)的基本功
能。而擁有以模擬或數(shù)字格式發(fā)送數(shù)據(jù)的選擇權(quán)能夠確保系統(tǒng)設(shè)計方案有效、且成本低。您的任何設(shè)計需求都能達到預想的結(jié)果。
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