不同類型的信號電阻調節器
信號調節器用于連接各種應用中的輸入信號和數字采集(DAQ)系統。因此，信號調理電路的設計應與測量傳感器的特性相匹配。否則，信號調理電路會衰減傳感器輸入信號。因此，DAQ的后續階段將無法按照其設計特征進行操作。
信號調節器取決于輸入傳感器和測量系統。由于物理量的多樣性，一個傳感器無法測量所有物理量。相反，對于不同的物理量，有一個單獨的傳感器。因此，數據采集系統應與傳感器特性相匹配，以準確表示自然值。一些常見的信號調節器包括熱電偶、電阻相關溫度(RTD)、應變計和線性可變差動變壓器(LVDT)。
熱電偶信號調理
熱電偶是用于測量溫度的常見且價格低廉的傳感器，因為它們可以承受各種環境。信號調節器專為具有非線性輸出的小熱電偶值而設計，通常以毫伏(mV)為單位。
它們的小范圍使它們容易受到噪音的影響。信號調節器應該能夠通過充當濾波器來消除噪聲。根據應用要求，信號調節器還應將輸入線性化為0-10 V或4-20 mA信號。
當兩種不同的金屬連接在一起時，熱電偶會測量溫度。兩種不同金屬的結點會產生與溫度成正比的電壓。這是熱電偶執行測量的自然結點。然而，在測量設備的端子處形成了額外的鏈路并且產生了不同的電壓。這個結點稱為冷結點，最終輸出包括冷結點和熱電偶的電壓。
為了消除冷端效應，信號調節器應補償冷端溫度；否則，結果不代表實際溫度。熱敏電阻等外部溫度傳感器測量冷端的溫度。
電阻相關溫度(RTD)信號調理
電阻相關溫度（RTD）也是一種使用電阻來表示溫度的溫度傳感器。其電阻隨溫度的升高或降低而增大或減小。信號調節器必須提供電流來激勵RTD以產生代表實際溫度的電壓。
最常見的RTD之一是pt100溫度傳感器，它在0°C時的電阻為100歐姆。因此，其電阻變化為0.4 ohm/°C。pt100每度溫度變化的電阻很小；信號調節器應提供足夠高的增益來處理DAQ傳感器信號。
RTD具有兩線、三線和四線配置。因此，調節電路應為所有這些提供接口。
兩線RTD經常面臨壓降問題，其中RTD安裝在距離測量電路相當遠的地方。因為連接線的電阻也會增加RTD的電阻，所以輸出結合了RTD和連接線的電阻。為了抵消連接線引起的電阻，通常使用四線RTD。
應變片信號調理
應變計用于測量力。當傳感器通電時，其電阻會發生變化。使用附加組件允許針對其他變量（例如重量和壓力）計算測得的力。應變計與稱為惠斯通電橋的電路結合使用。它由四個已知電阻的電阻元件組成。應變片可以放置在四個位置中的任何一個。
信號調理電路應為電橋提供電源，稱為激勵電壓。根據規范，勵磁電壓應該是穩定的，因為電橋輸出取決于勵磁電壓。因此，如果激勵電壓不穩定，結果會出現波動并產生不穩定的讀數。
信號調理電路應該放大應變計信號，因為應變計傳感器的輸出非常小，通常單位為毫伏（mV）/激勵電壓。信號調理電路放大信號電平以防止噪聲并提高分辨率。
信號調理電路應提供平衡電橋和參考電阻元件的措施。在沒有應變信號的情況下，還應該偏移輸出值；傳感器通常沒有應變，但電路會產生非常小的電壓。這個小電壓會產生一個指示錯誤值的輸出。
線性可變差分變壓器(LVDT)信號調理
線性可變差動變壓器(LVDT)測量線性位移。它的工作原理是一個變壓器，它有一個線圈和一個鐵芯。線圈是固定的，而鐵芯是可動的。核心在測量位置附接到物體。
由于LVDT根據變壓器的原理工作，因此它涉及正弦信號。因此，信號調理電路應該計算交流（AC）信號的幅度和相位。幅度計算位移值和相位以計算運動方向。
LVDT激勵源是初級線圈的交流信號。次級信號與初級信號一起被解調。解調或直流(DC)信號代表發生的實際位移。DC極性表示位移方向。
信號調理是任何DAQ系統的必要步驟。它為物理變量傳感器提供了一個接口。不幸的是，隨著電氣特性的變化，物理變量通常是非線性的。這使得它們的檢測和應用對檢測和處理具有挑戰性。
信號調節器通過提供合適的電氣特性來處理這些物理傳感器，以獲得這些傳感器的最大讀數。與所有電氣和電子元件一樣，正確選擇它們是必不可少的。
