1.模拟量输入转换后的模拟值表示方法
模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值,模拟值用16位二进制补码(整数)表示。最高位(第16位)为符号位,正数的符号位为0,负数的符号位为1。
模拟量经 A/D 转换后得到的数值的位数如果小于 16,则自动左移,使其符号位在 16位字的最高位,未使用的低位则填入0,称为“左对齐”。设模拟量的精度为12位加符号位,左移3位后,相对于实际的模拟值被乘以8。
这种处理方法的优点在于模拟量的量程与移位处理后的数字的关系是固定的,与左对齐之前的转换值无关,便于后续的处理。
如表7.4所示为模拟量输入模块的模拟值与百分数表示的模拟量之间的对应关系,其中最重要的关系是双极性模拟量量程的上、下限(100% 和-100%)分别对应于模拟值 27 648 和-27 648。单极性模拟量量程的上、下限(100% 和0%)分别对应于模拟值27648和0。
表7.4 模拟量之间的对应关系
根据模拟量输入模块的输出值计算对应的物理量时,应考虑变送器的输入/输出量程和模拟量输入模块的量程,找出被测物理量与A/D转换后的数字之间的比例关系。
2.转换举例(www.xing528.com)
【例 7.1】 压力变送器的量程为 0~10 MPa,输出信号为 0~10 V,模拟量输入模块的量程为 0~10 V,转换后的数字为 0~27 648,设转换后得到的数字为 N,试求以 kPa 为单位的压力值。
解:0~10 MPa(0~10 000 kPa)对应于转换后的数字0~27 648,转换公式为
P=10 000×N/27 648(kPa)
注意:在运算时一定要先乘后除,否则会损失原始数据的精度。
【例 7.2】 某温度变送器的量程为-100 °C~500 °C,输出信号为4~20 mA,某模拟量输入模块将 0~20 mA 的电流信号转换为数字 0~27 648,设转换后得到的数字为 N,求以0.1 °C为单位的温度值。
图7.2 模拟量与转换值的关系
单位为0.1 °C的温度值-1000~5000对应于数字量5530~27 648,根据图 7.2 所示中的比例关系,得出温度T的计算公式为
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