Regulátor tlaku

Aké procesy konverzie a spracovania sú zapojené medzi pôvodným výstupom signálu pomocou snímača a signálom, ktorý môže regulátor tlaku rozpoznať?

Vnímanie signálu a predbežná konverzia
Primárnou úlohou senzora tlaku je presne vnímať zmeny tlaku v systéme. Či už ide o mechanický (napríklad membrána, pružinová trubica) alebo elektronický (ako je piezorezistencia, piezoelektrický, kapacita), jej jadrom je použiť fyzikálne účinky na premenu neelektrického množstva tlaku na merateľné elektrické množstvo alebo mechanické posun. V prípade elektronických senzorov tento proces zvyčajne zahŕňa priame zmeny vo fyzikálnych vlastnostiach materiálu, ako napríklad hodnota odporu sa zvyšuje alebo klesá so zvýšením tlaku a hodnota kapacity sa mení so zmenou rozstupu filmu. Mechanické senzory prenášajú informácie tlaku deformáciou a prevádzajú ich na merateľné posunutie alebo silu.

Zosilnenie a filtrovanie signálu
Pretože pôvodný výstup signálu pomocou senzora je často slabý a obsahuje šum a interferenciu, musí sa vykonať zosilnenie a filtrovanie signálu. Úlohou zosilňovača signálu je zvýšenie slabého pôvodného signálu na dostatočne veľkú amplitúdu, aby nasledujúci obvod mohol presne identifikovať a spracovať. Filtrovanie sa používa na odstránenie vysokofrekvenčných komponentov šumu a interferencie v signáli a na zlepšenie pomeru signálu k šumu a stability signálu. Tento proces sa zvyčajne implementuje pomocou analógových obvodov, ako sú filtre s nízkym priechodom, filtre pásmových priechodov atď., Aby sa zabezpečila čistota a presnosť signálu.

Kondicionovanie signálu a linearizácia
Aj keď je signál po amplifikácii a filtrovaní relatívne jasný a stabilný, stále môže potrebovať ďalšie kondicionovanie a linearizáciu. Kondicionovanie signálu zahŕňa nastavenie posunu, zisku, fázy a ďalšie parametre signálu, aby sa zabezpečila prísna korešpondencia medzi signálom a zmenou tlaku. Linearizácia je korekcia výstupných charakteristík niektorých nelineárnych senzorov a prostredníctvom matematických algoritmov alebo návrhu obvodu je uvedený dobrý lineárny vzťah medzi výstupným signálom a zmenou tlaku. Tento proces je rozhodujúci pre zlepšenie presnosti merania a riadiaceho výkonu systému.

Digitálna konverzia
S vývojom digitálnych technológií čoraz viac a viac regulátor tlaku Používajte technológiu spracovania digitálneho signálu. Preto je potrebné analógové signály digitálne previesť analógovými a digitálnymi prevodníkmi (ADC). ADC prevádza kontinuálne analógové signály na diskrétne digitálne signály, proces, ktorý zahŕňa tri kroky: vzorkovanie, kvantizáciu a kódovanie. Vzorkovanie je diskretizácia nepretržitých analógových signálov v čase; Kvantizácia je mapovanie vzorkovaných hodnôt na konečný počet diskrétnych hodnôt; Kódovanie je konverzia kvantifikovaných hodnôt na binárne čísla alebo iné formy digitálnych kódov. Digitálne prevedený signál má vyššie anti-interferenčné schopnosti a je ľahšie spracovať pomocou počítača.

Spracovanie signálu a rozhodovanie
V digitálnej doméne regulátor tlaku ďalšie procesy a analyzuje prijatý digitálny signál. Tento proces môže zahŕňať pokročilé technológie spracovania, ako je denoizovanie signálu, extrakcia prvkov a rozpoznávanie vzorov. Na základe výsledkov spracovania ovládač urobí zodpovedajúce riadiace rozhodnutia, ako napríklad úpravu otvoru ventilu, štart alebo zastavenie pumpy atď. Proces rozhodovania môže zahŕňať zložité riadiace algoritmy a logické úsudky, aby sa zabezpečilo, že systém môže udržiavať stabilný operačný stav v rôznych pracovných podmienkach.

Spätná väzba a kontrola uzavretej slučky
Aby sa dosiahlo presné riadenie tlaku, regulátor tlaku zvyčajne prijíma stratégiu kontroly s uzavretou slučkou. To znamená, že regulátor nielenže prijíma riadiace rozhodnutia na základe prúdového tlakového signálu, ale tiež nepretržite monitoruje zmeny tlaku v systéme a upraví riadiaci výstup na základe signálu spätnej väzby. Prostredníctvom nepretržitej spätnej väzby a procesu úprav sa systém môže postupne priblížiť a stabilizovať v rozsahu predvoleného tlaku. Tento riadiaci mechanizmus s uzavretou slučkou zaisťuje stabilitu a spoľahlivosť systému riadenia tlaku.