Přístrojové vybavení je studijní obor a práce se soustředí na měření a regulaci fyzikálních procesů. Tyto fyzikální procesy zahrnují tlak, teplotu, průtok a chemickou konzistenci. Nástroj je zařízení, které měří a / nebo působí k řízení jakéhokoli druhu fyzického procesu. Vzhledem k tomu, že elektrických veličin napětí a proudu jsou snadno měřit, manipulovat a přenášet na dlouhé vzdálenosti, jsou široce používány představují takové fyzikální veličiny a přenášet informace do vzdálených míst.

signál je jakákoli fyzická veličina, která přenáší informace. Slyšitelná řeč je jistě druh signálu, protože přenáší myšlenky (informace) jedné osoby na druhou prostřednictvím fyzického média zvuku. Gesta rukou jsou také signály, které přenášejí informace pomocí světla.

tento text je jiný druh signálu, interpretovaný vaší anglicky vyškolenou myslí jako informace o elektrických obvodech. V této kapitole bude slovo signál použito především ve vztahu k elektrické veličině napětí nebo proudu, která se používá k reprezentaci nebo označení nějaké jiné fyzické veličiny.

Analogové vs. Digitální

analogový signál je druh signálu, který je plynule variabilní, jak protilehlý k mít omezený počet kroků podél jeho rozsah (neboli digitální). Známým příkladem analogového vs. digitálního je příklad hodin: analog je typ s ukazateli, které se pomalu otáčejí kolem kruhové stupnice, a digitální je typ s desetinným číslem nebo „z druhé ruky“, který trhne spíše než hladce otáčí.

analogové hodiny nemají žádný fyzický limit na to, jak jemně mohou zobrazovat čas, protože jeho „ruce“se pohybují hladkým, bez pauzy. Digitální hodiny na druhé straně nemohou zprostředkovat žádnou jednotku času menší, než to, co jeho displej umožní. Typ hodin s „second-hand“, který trhá v 1sekundových intervalech, je digitální zařízení s minimálním rozlišením jedné sekundy.

analogové a digitální signály najít uplatnění v moderní elektronice, a rozdíly mezi těmito dvěma základním formám informace jsou něco, co musí být zahrnuty v mnohem podrobněji později v této knize. Prozatím omezím rozsah této diskuse na analogové signály, protože systémy, které je používají, mají tendenci být jednoduššího designu.

nejzákladnější přehled tohoto tématu naleznete v tomto video tutoriálu o analogové a digitální elektronice.

s mnoha fyzikálními veličinami, zejména elektrickými, je analogová variabilita snadná. Pokud se taková fyzická veličina použije jako signální médium, bude schopna reprezentovat variace informací s téměř neomezeným rozlišením.

Průmyslové Instrumentace Systému

V počátcích průmyslového vybavení, stlačeného vzduchu byl použit jako signalizační médium zprostředkovat informace z měřicí přístroje pro indikační a kontrolní zařízení umístěné na dálku. Množství tlaku vzduchu odpovídalo velikosti měřené proměnné. Čistý, suchý vzduch na přibližně 20 liber na čtvereční palec (PSI) byla dodávána z kompresoru přes potrubí do měřicí nástroj a poté bylo upraveno, že nástroj podle množství měřeného produkovat odpovídající výstupní signál.

například, pneumatické (vzduch) signál na úrovni „vysílač“ přístroj nastavit pro měření výšky vody („process variable“) v nádrži by výstup nízký tlak vzduchu, když je nádrž prázdná, střední tlak, když nádrž byla částečně plné, a vysokým tlakem, kdy byla nádrž zcela plná.

„ukazatel hladiny vody“ (LI) není nic víc, než manometr na měření tlaku vzduchu v pneumatickém vedení signálu. Tento tlak vzduchu, který je signálem, je zase reprezentací hladiny vody v nádrži. Jakákoli změna hladiny v nádrži může být reprezentována vhodnou změnou tlaku pneumatického signálu.

kromě určitých praktických limitů stanovených mechanikou tlakových zařízení vzduchu je tento pneumatický signál nekonečně variabilní, schopný představovat jakýkoli stupeň změny hladiny vody, a proto je analogový v pravém slova smyslu.

Primitivní, jak se může zdát, že tento druh pneumatické signalizační systém tvořen páteří mnoha průmyslových měřicích a řídicích systémů po celém světě, a stále vidí v použití dnes díky své jednoduchosti, bezpečnosti a spolehlivosti. Signály tlaku vzduchu se snadno přenášejí levnými trubkami, snadno se měří (pomocí mechanických tlakoměrů) a snadno se s nimi manipuluje mechanickými zařízeními pomocí vlnovců, membrán, ventilů a dalších pneumatických zařízení. Signály tlaku vzduchu jsou užitečné nejen pro měření fyzikálních procesů, ale také pro jejich řízení.

s dostatečně velkým pístem nebo membránou lze použít malý signál tlaku vzduchu k vytvoření velké mechanické síly, kterou lze použít k pohybu ventilu nebo jiného řídicího zařízení. Byly provedeny kompletní automatické řídicí systémy s použitím tlaku vzduchu jako signálního média. Jsou jednoduché, spolehlivé a relativně snadno pochopitelné. Nicméně, praktické limity pro přesnost signálu tlaku vzduchu mohou být v některých případech příliš omezující, zvláště když stlačený vzduch není čistý a suchý, a pokud existuje možnost úniku hadiček.

s příchodem polovodičových elektronických zesilovačů a dalších technologických pokroků se elektrické veličiny napětí a proudu staly praktickými pro použití jako analogová signalizační média. Namísto použití pneumatických tlakových signálů k přenosu informací o plnosti vody, akumulační nádrže, elektrické signály, které by mohlo přenášet stejné informace přes tenké dráty (místo trubic) a nevyžaduje podporu takové drahé zařízení, jako jsou vzduchové kompresory provozovat:

Analogové elektronické signály jsou stále primární druhy signálů používaných v přístrojové světě, dnes (leden 2001), ale to je, dávat cesta k digitální způsoby komunikace v mnoha aplikacích (více na toto téma později). Navzdory změnám v technologii je vždy dobré mít důkladné pochopení základních principů, takže následující informace nikdy nebudou zastaralé.

Live Zero

Jeden důležitý koncept aplikován v mnoha analogové přístroje signál systémů je, že „live zero“ standardní způsob škálování signál tak, že údaj o 0 procent může být diskriminován z stavu „mrtvý“ systém. Jako příklad si vezměte pneumatický signální systém: pokud je signál rozsah tlaku pro vysílač a indikátor byl navržen tak, aby být 0 až 12 PSI 0 PSI zastupující 0% proces měření a 12 PSI což představuje 100 procent, obdržela signál 0 procent by mohla být legitimní čtení 0% měření nebo by to mohlo znamenat, že systém byl nefunkční (kompresor se zastavil, trubky, rozbité, nefunkční vysílač, atd.). S 0 procentním bodem představovaným 0 PSI by neexistoval snadný způsob, jak odlišit jeden od druhého.

Pokud se, nicméně, jsme byli na stupnici přístroje (vysílač a ukazatele) pro použití v rozsahu 3 až 15 PSI, s 3 PSI zastupující 0% a 15 PSI což představuje 100 procent, jakékoliv poruchy, což vede k nulové tlaku vzduchu na ukazatel by generovat čtení -25% (0 PSI), což je zjevně chybnou hodnotu. Osoba, která se dívá na indikátor, by pak mohla okamžitě říct, že něco není v pořádku.

ne všechny standardy signálu byly nastaveny s živými nulovými základními liniemi, ale robustnější standardy signálů (3-15 PSI, 4-20 mA) mají, a to z dobrého důvodu.

recenze:

• signál je jakýkoli druh detekovatelného množství používaného ke komunikaci informací.
• analogový signál je signál, který může být nepřetržitě, nebo nekonečně, pestrá, aby představují malé množství změn.
• pneumatické, nebo tlak vzduchu, signály byly kdysi běžné v průmyslových přístrojových signálních systémů. Ty byly do značné míry nahrazeny analogovými elektrickými signály, jako je napětí a proud.
• live zero odkazuje na analogový signál rozsah použití non-nulové množství představují 0% z reálných měření tak, že každý systém poruchu, což má za následek přirozené „zbytek“ státu žádné signální tlak, napětí, nebo proud může být okamžitě rozpoznán.