模擬量

模擬量

一般模擬量是指現場的水井水位、水塔水位、泵出口壓力和出口流量等模擬量,需要通過多路複用芯片完成多路數據的採集和模數轉換器完成模擬量和數字量的轉換,再將採集的數據給CPU處理。

模擬電子技術研究的是連續信號稱為模擬量.數字電子技術研究的是斷續信號稱為數字量.根據這一點提出問題：大家非常熟悉也都會用的算盤它的數據是連續的還是斷續的。

AD轉換器(模數轉換器)的作用是從信號加工放大器輸入的0~5V的直流電信號通常稱為模擬量,可用無限長的數字來表示,如4.8213.…(V),計算機處理這些模擬量,只能處理有限長度的量,我們稱之為數字量。 ^[1] 

量測值電壓值、有功功率、無功功率、温度和變壓器抽頭位置等均用量測值表示與狀態量（也稱邏輯量）對照也稱為模擬量。因日立儀器吸取試劑時並不是按參數設置的體積吸取,而是要多吸一部分(此部分稱為模擬量),此種設計的目的是為了防止試劑被稀釋。工作模式比較人們把連續變化的物理量稱為模擬量.指針式萬用表的指針偏轉可隨時間作連續變化,並與輸入量保持一種對應關係,故稱之為模擬式萬用表(VOM)。

遙測——反映電力系統及設備的運行狀態如有功功率、無功功率、電壓、電流及頻率等也稱為模擬量.電量——這是功率對時間的積分量主要用於統計與記帳。 ^[2] 

模擬量的使用是plc控制中的一部分，模擬量種類一般有電壓型和電流型兩種。電流型相比於電壓型更穩定，抗干擾能力較強。模擬量的使用也是有分辨率的。一般有12bit和14bit兩種分辨率。其中對應的數值分別為0～4000和0～16000。對應的電壓為0～10v，具體根據使用情況而定。此種模擬量一般用於電壓與數值為線性關係。還有一種模擬量模塊，用來轉化採集的温度，是非線性的關係。

在時間上和數量上都是離散的物理量稱為數字量。把表示數字量的信號叫數字信號。把工作在數字信號下的電子電路叫數字電路。

例如：

用電子電路記錄從自動生產線上輸出的零件數目時，每送出一個零件便給電子電路一個信號，使之記1，而平時沒有零件送出時加給電子電路的信號是0，所在為記數。可見，零件數目這個信號無論在時間上還是在數量上都是不連續的，因此他是一個數字信號。最小的數量單位就是1個。

在時間上和數值上都是連續的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。

例如：

熱電偶在工作時輸出的電壓信號就屬於模擬信號，因為在任何情況下被測温度都不可能發生突跳，所以測得的電壓信號無論在時間上還是在數量上都是連續的。而且，這個電壓信號在連續變化過程中的任何一個取值都是具體的物理意義，即表示一個相應的温度。

1. 數模轉換器是將數字信號轉換為模擬信號的系統，一般用低通濾波即可以實現。數字信號先進行解碼，即把數字碼轉換成與之對應的電平，形成階梯狀信號，然後進行低通濾波。

根據信號與系統的理論，數字階梯狀信號可以看作理想衝激採樣信號和矩形脈衝信號的卷積，那麼由卷積定理，數字信號的頻譜就是衝激採樣信號的頻譜與矩形脈衝頻譜（即Sa函數）的乘積。這樣，用Sa函數的倒數作為頻譜特性補償，由數字信號便可恢復為採樣信號。由採樣定理，採樣信號的頻譜經理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。

一般實現時，不是直接依據這些原理，因為尖鋭的採樣信號很難獲得，因此，這兩次濾波（Sa函數和理想低通）可以合併（級聯），並且由於這各系統的濾波特性是物理不可實現的，所以在真實的系統中只能近似完成。

2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的系統，是一個濾波、採樣保持和編碼的過程。 模擬信號經帶限濾波，採樣保持電路，變為階梯形狀信號，然後通過編碼器， 使得階梯狀信號中的各個電平變為二進制碼。 ^[3]