全系列高精度可定制SC-1000系列信号调理系统
来源:    发布时间: 2013-03-17 14:48   3222 次浏览   大小:  16px  14px  12px
全系列高精度可定制SC-1000系列信号调理系统
    信号调理系统是传感器与数据采集系统之间的接口。可对各种被测传感器输出的不同物理量的模拟信号进行信号接收、信号物理量变换、信号放大、信号线性化、信号冷端补偿、信号校零、信号滤波、信号校准及进行桥路配置等调理,以及对各种的传感器提供所需的激励(各种类型的交流电压激励、直流电压激励、交流电流激励或直流电流激励),使之成为数据采集系统(如:PXI数据采集系统、VXI数据采集系统及PC数据采集卡等)或其它测量仪器能接受的调理好的伏级电平范围内的"干净的"可测电压量,以便进行数据采集和处理。

信号调理系统结构

    SC-1000系列信号调理系统的机械结构采用了国际工业标准的3U模板结构,在电气结构上信号调理系统采用了模块化设计,每种信号调理模板为一个功能模块,使得系统具有了相对的独立性,并能实现标准化、模块化,从而使得系统可以很容易地与各种数据采集系统联接。

    信号调理系统逻辑框图如下图所示。

    该系统具有结构简单,测量功能模板类型齐全,使用方便,易于安装和维护,易于扩展,用户可根据不同的应用需求,配置成大、中、小型不同规模的信号调理系统。信号调理系统由信号调理机箱、各种信号调理功能模板和系统机柜等几部分组成。下面分别对系统的各个组成部分进行详细的描述。

信号调理功能模板

    SC-1000系列信号调理产品采用了模块化设计,每种信号调理模板为一个功能模块。模板结构采用了国际标准的3U结构。该SC-1000系列信号调理产品具有:测量功能模板类型齐全、结构简单、使用方便、易于安装和扩展。由此用户可以根据需求的不同和试验的不同进行灵活的配置。

    SC-1000系列信号调理模板包括:

    •SC-1010应变信号调理模板
    ☉ 设计了对称型高精度桥路激励电压。对称型桥路电压对放大器没有共模电压影响,提高了测量精度、确保测量量程并提高了安全可靠性。
    ☉ 桥路激励电压源误差限±0.05%。
    ☉ 桥路激励源具有过流保护功能。
    ☉ 桥路激励源电路具有远端或近端取样选择功能,可确保被测应变桥路需要采用长导线情况下的远端激励电压值的精确度。实现了测量精度与:被测应变片与SC-1010信号调理模板之间的连接电缆长度无关;与由于环境温度变化引起的连接电缆电阻值变化无关。
    ☉ 全面支持全桥、半桥、四分之一桥测量,四分之一桥支持120Ω、350Ω应变片,全桥或半桥支持120Ω~1000Ω应变片。
    ☉ 具有桥路校准功能,桥路调零范围±2V。
    ☉ 两档四阶低通有源滤波。缺省配置为:100Hz Butterworth型和10kHz Bessel型低通滤波器。还可以按照需求配置滤波器截止频率或函数。
                                                             

    •SC-1020电压、电流或位移信号调理模板
    ☉ 可以用于测量电压量、电流量(0~20mA或4~20mA)或位移量。
    ☉ 方便地实现电流量或位移量转换为电压量并进行相应的调理。
    ☉ 信号放大电路采用了低漂移、高精度的放大器。增益为:1、2、5和10倍四档可选。还可以按照需求配置增益值。
    ☉ 两档四阶低通有源滤波。缺省配置为:100Hz Butterworth型和10kHz Bessel型低通滤波器。还可以按照需求配置滤波器截止频率或函数。
    ☉ 提供移传感器用高精度+10V激励电压源,激励电压源误差限±0.5%,激励源还可以按照需求配置为+6V~+20V范围内的电压值。
    ☉ 激励源具有过流保护功能。
    ☉ 具有输入信号过压保护功能。
    ☉ 具有输入信号滤波电路。
                                               

    •SC-1025 LVDT信号调理模板
    ☉ 正弦波激励电压的幅值为3Vrms,还可以按照需求配置为2.1Vrms~24Vrms范围内的电压值。
    ☉ 正弦波激励电压频率为2.5kHz、5kHz或10kHz,还可以按照需求配置为20Hz~20kHz范围内的频率值。
    ☉ 正弦波激励电压随温度变化不会影响电路的整体性能。因为信号测量电路通过计算LVDT传感器输出信号与输入激励电压的比率,来消除正弦波激励电压随温度变化所产生的漂移影响,从而提高了测量精度。
    ☉ 正弦波激励源幅值温度系数100ppm/℃,频率温度系数200ppm/℃。
    ☉ 正弦波激励源短路电流60mA,正弦波激励电压最小负载阻抗:95Ω(3Vrms)。
    ☉ 激励源具有热保护功能。
                                               

    •SC-1031 ICP或交流电压信号调理模板
    ☉ 高通滤波电路提供0.7Hz(-3dB)的截止频率。还可以按照需求配置高通滤波器截止频率值。
    ☉ 具有六阶Bessel型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率值;或配置为六阶Butterworth型低通有源滤波器。
    ☉ 提供ICP压电加速度传感器用+24VDC、4mA的激励恒流源,激励电流误差限±0.2%。激励源还可以按照需求配置为2mA~10mA范围内的电流值。
                                                      

    •SC-1035 电荷信号调理模板
    ☉ 最大不削波输入信号10000pC,测量电荷信号可按需求配置。
    ☉ 电荷灵敏度是1mV~50mV/pC(可按需求配置)。
    ☉ 高通滤波电路提供0.7Hz(-3dB)的截止频率。还可以按照需求配置高通滤波器截止频率值。
    ☉ 具有六阶Bessel型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率值;或配置为六阶Butterworth型低通有源滤波器。
    ☉ 输出噪音电平在输入端电容为1000pF时小于1mV(有效值)。在最高增益档输出噪音电平小于10mV(有效值)。谐波失真为1%。
    ☉ 测量高频率信号时,电荷放大器有可能会发生阻塞现象。复位(RESET)电路用来消除电荷放大器的阻塞现象。
                                                      

    •SC-1040 RTD信号调理模板
    ☉ 支持Pt2000、Pt1000、Pt500、Pt100型温度传感器。还可以按照需求配置成其他类型RTD型温度传感器信号调理模板。
    ☉ 实现了在温度为零度时,输出为零电压值。在正温度信号时,输出为正电压值,在负温度信号时,输出为负电压值。
    ☉ 可根据测量温度信号的范围来配置模板增益值。大大地提高了测量质量。
    ☉ 六阶Butterworth型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率或函数。
    ☉ 实现了测量精度与:温度传感器与SC-1040系列RTD信号调理模板之间的连接电缆长度无关;与由于环境温度变化引起的连接电缆电阻值变化无关。
    ☉ 具有输入信号过压保护功能。
    ☉ 具有输入信号滤波功能。
                                                        

    •SC-1050热电偶信号调理模板
    ☉ 六阶Butterworth型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率或函数。
    ☉ 模板上没有配置冷端补偿电路,而是采用外部的冷端补偿功能。这样,即有利于提高测量精度,以及在测量通道数量较多的情况下,降低成本。
    ☉ 具有热电偶传感器开路检测功能。
    ☉ 具有输入信号过压保护功能。
    ☉ 具有输入信号滤波功能。
                                                             

    •SC-1051隔离型热电偶信号调理模板
    ☉ 具有前后(前端输入电路与后端输出电路之间)的电隔离、左右(各个通道之间)的电隔离和电源(为每个通道的前端电路区段提供单独的隔离的电源和地线)的隔离。实现了三方全隔离。
    模拟量信号三方全隔离技术切断了地电流环、提高了共模抑制比、消除了通道之间的交叉互扰、大幅度降低噪声、减少测量误差、同时保护测量仪器和操作人员的安全。从而提高了整个测量系统的可靠性、稳定性及安全性。
    模拟量信号隔离技术可防止大电流接触器的切换、可控硅的调相、电弧电脉冲、电磁波等等对测量装置的影响,从而保证整个系统的工作安全、可靠及稳定。模拟量信号隔离技术是解决强电磁干扰环境下低电平小信号测量的最佳方法。
    ☉ 六阶Butterworth型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率或函数。
    ☉ 模板上没有配置冷端补偿电路,而是采用外部的冷端补偿功能。这样,即有利于提高测量精度,以及在测量通道数量较多的情况下,降低成本。
    ☉ 具有热电偶传感器开路检测功能。
    ☉ 具有输入信号过压保护功能。
    ☉ 具有输入信号滤波功能。
                                                           

    •SC-1060高电压信号调理模板
    ☉ 可以测量400V峰峰值(±200Vp-p)以内电压,其将被测输入信号衰减19倍后缓冲输出。
    ☉ 适用于高交流电压或高直流电压测量。
    ☉ 具有四阶Butterworth型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率值;或配置为Bessel型低通有源滤波器。
                                                         

    •SC-1062高共模电压环境下电压、电流信号调理模板
    ☉ 可以测量高共模电压环境下的交流电压、直流电压、交流电流或直流电流。
    ☉ 具有四阶Butterworth型低通有源滤波。还可以按照需求配置滤波器截止频率值;或配置为Bessel型低通有源滤波器。
                                                             

信号调理机箱

    来自传感器的被测模拟信号以及信号调理机箱内信号调理模板向传感器提供的激励源通过信号调理模板前面板上的插座连接。经过调理后的模拟信号通过信号调理机箱后面的电缆送至各种数据采集系统或测量仪器。

    信号调理机箱采用国际工业标准3U结构机箱,信号调理机箱内模板之间间距为30.48mm(1.2英寸)。机箱包括台式机箱箱体、总线背板、线性电源、电源滤波器、电源保险、带灯电源开关、电源线。机箱供电直接采用220V,50Hz的交流供电。


    根据需求的不同,信号调理机箱结构设计为4种,各种类型的SC-1000系列信号调理功能模板适用于不同规格的机箱:
    •SC-1000-4型小型台式信号调理机箱   3U结构机箱,支持4个模板插槽
    •SC-1000-8型全长台式信号调理机箱   3U结构机箱,支持8个模板插槽
    •SC-1000-16型全长台式信号调理机箱   6U结构机箱,支持16个模板插槽
    •SC-1000-16型机架式信号调理机箱   6U结构机箱,支持16个模板插槽
    (由于机架式信号调理机箱安装在机柜内,所以不需要单独配置电源滤波器与上下箱板)。
                                                       

    SC-1000系列信号调理产品是在分析研究国外同类产品的基础上,吸取现有产品的优点,并且根据最新技术的发展和恶劣工业环境下的应用需求来设计开发的。SC-1000系列信号调理产品具有测量精度高、可靠性和稳定性好、抗干扰能力强、性能价格比高比和维护费用低及售后服务便利等显著特点,可广泛的应用于航空、航天、船舶、兵器、理工科院校、建筑、电力、通信、石油化工、铁路运输或医疗设备等行业。

    SC-1000系列信号调理产品在功能与性能上处于国际先进水平,同时完全自主拥有全部知识产权。我公司接收客户委托,按要求开发各种信号调理模板或模块。

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