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| 輸出信號 | |
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輸出信號，信號是反映消息的物理量，是消息的表現形式，信息需要藉助某些物理量(如聲、光、電)的變化來表示和傳遞。輸出信號是系統經過輸入和處理後產生的結果或所能提供的信息服務，是控制論中的一個概念,在控制論中,把系統之間的聯繫分成"輸入"和"輸出"。輸出信號在有控制要求時可以提供一個開關量信號，使被控設備動作。
簡介
輸出信號是系統經過輸入和處理後產生的結果或所能提供的信息服務，是控制論中的一個概念,在控制論中,把系統之間的聯繫分成"輸入"和"輸出"。輸出信號在有控制要求時可以提供一個開關量信號，使被控設備動作。當控制器接收到輸入信號後，根據預先編入的程序，控制器通過總線將聯動控制信號輸送到輸出模塊，輸出模塊啟動需要聯動的設備;設備動作後會接受一個信號回答。
信號
信號是反映消息的物理量，例如工業控制中的溫度、壓力、流量，自然界的聲音信號等，因而信號是消息的表現形式。人們所說的信息，是指存在於消息之中的新內容，例如人們從各種媒體上獲得原來未知的消息，就是獲得了信息。可見信息需要藉助某些物理量(如聲、光、電)的變化來表示和傳遞，廣播和電視利用電磁波來傳送聲音和圖像就是最好的例證。
信號分為電信號和開關量信號。由於非電的物理量可以通過各種傳感器較容易地轉換成電信號，而電信號又容易傳送和控制，所以使其成為應用最廣的信號。
電信號是指隨着時間而變化的電壓或電流，因此在數學描述上可將它表示為時間的函數，並可畫出其波形。信息通過電信號進行傳送、交換、存儲、提取等。 電子電路中的信號均為電信號，一般也簡稱為信號。
信號分類
輸出信號的形式是多種多樣的，可以從不同的角度進行分類。根據信號的隨機性可以分為確定信號和隨機信號;根據信號的周期性可分為周期信號和非周期信號;根據信號的連續性可以分為連續時間信號和離散信號;在電子線路中將信號分為模擬信號和數字信號。[1]
模擬信號是指信息參數在給定範圍內表現為連續的信號。 或在一段連續的時間間隔內，其代表信息的特徵量可以在任意瞬間呈現為任意數值的信號，其信號的幅度，或頻率，或相位隨時間作連續變化，如目前廣播的聲音信號，或圖像信號等。
數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之內。二進制碼就是一種數字信號。二進制碼受噪聲的影響小，易於有數字電路進行處理，所以得到了廣泛的應用。
線性化處理
在檢測裝置的組成環節中, 往往存在非線性環節,特別是傳感器的輸出量與被測物理量之間的關係, 絕大部分是非線性的。造成非線性的原因主要有二: 一是許多傳感器的轉換原理並非線性, 如溫度測量, 熱電阻或熱電偶與溫度是非線性關係; 流量測量, 孔板輸出的差壓信號與流量輸入信號之間也是非線性關係; 二是採用的測量電路的非線性, 例如, 測量熱電阻用四臂電橋, 電阻的變化引起電橋失去平衡, 出現的輸出電壓與電阻之間的關係為非線性。
傳感器輸出信號的線性化處理常採用一維查表法、線性插值法和計算法等。
一維查表法
當轉換值大於關鍵項時, 比對過程繼續進行, 直到轉換值剛剛小於或等於關鍵項時, 查表結束。這個比對順序值( 即查找次數) 即所求溫度值。例如查到第10 項是第一個小於或等於轉換值的關鍵項,。如查到表的第1 項即能滿足上述條件, 測溫度為下限值。這種方法能適應不同的傳感器特性。[2]
一維查表法的優點是能適應不同的線性化要求,若傳感器的特性改變時, 只需更改D E G TB 表的內容,程序和硬件均不需改動。一維查表法的缺點是當測量範圍加大或參數分點變密時, 由於表的長度增加, 將占用大量的存儲單元而降低查表的速度。
線性插值法
一維查表有明顯的缺點, 當測量範圍加大或溫度分點變密(需要更高的轉換精度) 時, 表的長度將急劇增加, 這勢必占用大量的存儲單元而且降低了查表的速度。線性插值法是對一維查表法的一種改進。
線性插值法等同於模擬線性化方法中的非線性函數的折線近似逼近，近似逼近的精度取決於折線段數: 段數愈多、逼近精度愈高。
線性插值法由於所用的表僅存摺線的轉折點, 因此, 在保證具有相同的線性化精度時, 線性插值法較一維查表法要節省很多存儲單元: 儘管還要按式進行計算, 但因為計算公式簡單, 故計算所花費的時間是有限的, 且精度較高。例如用孔板測量流量, 將差壓平方根進行線性化, 當折線分麟段時, 其線性化精度可優於0.1%。
計算法
當傳感器的特性不能精確地用數學方程式描述時, 採用上述兩種方法較為合適。
對於那些可以用數學方程式描述的非線性特性, 則可直接用計算方法計算被測參數。
計算法適用於那些可以用數學方程式描述的非線性特性。由於計算法需要進行多次迭代計算方可求出最終結果, 故計算法比線性插值法的速度慢, 在實時性要求較高的場合, 不宜採用。但計算法的優點是不需要事先在存儲器中建立表格。