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| 输出信号 | |
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输出信号，信号是反映消息的物理量，是消息的表现形式，信息需要借助某些物理量(如声、光、电)的变化来表示和传递。输出信号是系统经过输入和处理后产生的结果或所能提供的信息服务，是控制论中的一个概念,在控制论中,把系统之间的联系分成"输入"和"输出"。输出信号在有控制要求时可以提供一个开关量信号，使被控设备动作。
简介
输出信号是系统经过输入和处理后产生的结果或所能提供的信息服务，是控制论中的一个概念,在控制论中,把系统之间的联系分成"输入"和"输出"。输出信号在有控制要求时可以提供一个开关量信号，使被控设备动作。当控制器接收到输入信号后，根据预先编入的程序，控制器通过总线将联动控制信号输送到输出模块，输出模块启动需要联动的设备;设备动作后会接受一个信号回答。
信号
信号是反映消息的物理量，例如工业控制中的温度、压力、流量，自然界的声音信号等，因而信号是消息的表现形式。人们所说的信息，是指存在于消息之中的新内容，例如人们从各种媒体上获得原来未知的消息，就是获得了信息。可见信息需要借助某些物理量(如声、光、电)的变化来表示和传递，广播和电视利用电磁波来传送声音和图像就是最好的例证。
信号分为电信号和开关量信号。由于非电的物理量可以通过各种传感器较容易地转换成电信号，而电信号又容易传送和控制，所以使其成为应用最广的信号。
电信号是指随着时间而变化的电压或电流，因此在数学描述上可将它表示为时间的函数，并可画出其波形。信息通过电信号进行传送、交换、存储、提取等。 电子电路中的信号均为电信号，一般也简称为信号。
信号分类
输出信号的形式是多种多样的，可以从不同的角度进行分类。根据信号的随机性可以分为确定信号和随机信号;根据信号的周期性可分为周期信号和非周期信号;根据信号的连续性可以分为连续时间信号和离散信号;在电子线路中将信号分为模拟信号和数字信号。[1]
模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，如目前广播的声音信号，或图像信号等。
数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。
线性化处理
在检测装置的组成环节中, 往往存在非线性环节,特别是传感器的输出量与被测物理量之间的关系, 绝大部分是非线性的。造成非线性的原因主要有二: 一是许多传感器的转换原理并非线性, 如温度测量, 热电阻或热电偶与温度是非线性关系; 流量测量, 孔板输出的差压信号与流量输入信号之间也是非线性关系; 二是采用的测量电路的非线性, 例如, 测量热电阻用四臂电桥, 电阻的变化引起电桥失去平衡, 出现的输出电压与电阻之间的关系为非线性。
传感器输出信号的线性化处理常采用一维查表法、线性插值法和计算法等。
一维查表法
当转换值大于关键项时, 比对过程继续进行, 直到转换值刚刚小于或等于关键项时, 查表结束。这个比对顺序值( 即查找次数) 即所求温度值。例如查到第10 项是第一个小于或等于转换值的关键项,。如查到表的第1 项即能满足上述条件, 测温度为下限值。这种方法能适应不同的传感器特性。[2]
一维查表法的优点是能适应不同的线性化要求,若传感器的特性改变时, 只需更改D E G TB 表的内容,程序和硬件均不需改动。一维查表法的缺点是当测量范围加大或参数分点变密时, 由于表的长度增加, 将占用大量的存储单元而降低查表的速度。
线性插值法
一维查表有明显的缺点, 当测量范围加大或温度分点变密(需要更高的转换精度) 时, 表的长度将急剧增加, 这势必占用大量的存储单元而且降低了查表的速度。线性插值法是对一维查表法的一种改进。
线性插值法等同于模拟线性化方法中的非线性函数的折线近似逼近，近似逼近的精度取决于折线段数: 段数愈多、逼近精度愈高。
线性插值法由于所用的表仅存折线的转折点, 因此, 在保证具有相同的线性化精度时, 线性插值法较一维查表法要节省很多存储单元: 尽管还要按式进行计算, 但因为计算公式简单, 故计算所花费的时间是有限的, 且精度较高。例如用孔板测量流量, 将差压平方根进行线性化, 当折线分麟段时, 其线性化精度可优于0.1%。
计算法
当传感器的特性不能精确地用数学方程式描述时, 采用上述两种方法较为合适。
对于那些可以用数学方程式描述的非线性特性, 则可直接用计算方法计算被测参数。
计算法适用于那些可以用数学方程式描述的非线性特性。由于计算法需要进行多次迭代计算方可求出最终结果, 故计算法比线性插值法的速度慢, 在实时性要求较高的场合, 不宜采用。但计算法的优点是不需要事先在存储器中建立表格。