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转换器

/converter/
条目作者潘树富

潘树富

最后更新 2023-04-06
浏览 233
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将一种信号转换成另一种信号的装置。

英文名称
converter
所属学科
控制科学与工程

信号是信息存在的形式或载体。在自动化仪表设备和自动控制系统中,常将一种信号转换成另一种与标准量或参考量比较后的信号,以便将两类仪表联结起来,因此,转换器常常是两个仪表(或装置)间的中间环节。例如,电气转换器便是将直流电流信号转换成气压信号,使电动仪表能与气动仪表联用,构成兼有电动仪表和气动仪表特点的自动控制系统。模数转换器将模拟量信号转换成二进制数字量信号,使各种检测仪表能与计算机相连,构成计算机自动控制系统。各种类型的转换器的出现,大大扩大了各类仪表(装置)的使用范围,使自动控制系统具有更多的灵活性和更广的适应性。转换器按转换的信号来区分,有多种类型。 

常用转换器
类型功能用途
电流电压转换器将直流电流0~10毫安或4~20毫安转换为0~10伏或1~5伏直流电压用于电动单元组合仪表联用的系统
电压电流转换器 将直流电压0~10伏或1~5伏转换为0~10毫安或4~20毫安直流电流用于组装仪表与电动执行器联用的系统
频率电压电流转换器   将频率信号转换为直流电压或电流信号用于涡轮流量计、转速表等与电动仪表或组装仪表联用系统
电气转换器  将直流电流0~10毫安或4~20毫安转换为0.2~1千克力/厘米2的气压信号(1千克力/厘米2≈98千帕)用于电动单元组合仪表与气动执行器联用系统
气电转换器  将0.2~1千克力/厘米2的气压信号转换为0~10毫安或4~20毫安直流电流(1千克力/厘米2≈98千帕)用于气动单元组合仪表与电动单元组合仪表联用系统
气液转换器  将气压信号转换为液压信号用于要求执行机构具有快速切换大功率输出功能的调节系统
模数转换器  将模拟量信号转换为数字量信号,又分为电信号和气信号两种用于信息处理系统、计算机控制系统
数模转换器   将数字量信号转换为模拟量信号用于计算机控制系统和各种数字仪表


各类转换器的基本作用是将信息转换成便于传输和处理的形式,要求转换过程中信息不发生畸变、失真、延迟等,因此对转换器的线性度、输入输出阻抗匹配和隔离等有一定要求。

(1)线性特性。要求转换器的输出信号与输入信号之间具有良好的比例关系,即,式中为常数。转换器的线性误差(即转换精度)一般不得超过±(0.1~0.5)%。 

(2)输入阻抗和输出阻抗。作为两个仪表或装置间中间环节的转换器,其输入阻抗和输出阻抗必须与输入端仪表和输出端仪表相匹配,才能获得高的转换精度。 

(3)隔离特性。在一些应用场合对信号的传递和转换时,输入电路、输出电路与电源电路在直流电势上应彼此隔离,输入、输出电路的接地点应分开,以提高抗干扰能力。 

由于半导体技术的发展,元器件集成度越来越高,多种功能都可集中于一块细小的芯片上,因此转换器也向高性能、小体积方向发展。20世纪80年代初已出现单片计算机,在一个集成电路芯片上,除微处理机外还有几路模数转换器和数模转换器,这种微型转换器已能与其他电路制成一体,不以单独元件出现,可供设计各种智能化仪表使用。 

  • 向婉成.过程控制调节装置. 2版.北京:机械工业出版社,1987.

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