شرایط سیگنال در فرستنده های هوشمند: خطی سازی، جبران دما و الگوریتم های فیلتر

در ابزار صنعتی مدرن، فرستنده های هوشمند بیش از یک حامل سیگنال غیرفعال هستند، آنها گره های هوشمند هستند که اصلاح، اصلاح،و داده های سنسور خام را قبل از رسیدن به سیستم کنترل بهینه سازی کنیددر قلب این هوش، شرایط سیگنال وجود دارد: مجموعه ای از تکنیک هایی که سیگنال های سر و صدا، غیرخطی و حساس به دمای را به اطلاعات قابل اعتماد و قابل اجرا تبدیل می کنند.

بیایید سه تکنیک اصلی تهویه را که عملکرد فرستنده را افزایش می دهند بررسی کنیم:خطی سازی,جبران دمایوالگوریتم های فیلتر.

1. خطي سازي: ساخت حسگرهای غير خطي

اکثر سنسورها، به ویژه سنسورهای اندازه گیری فشار، دمای یا جریان، رفتار غیرخطی را نشان می دهند. این بدان معنی است که سیگنال خروجی متناسب با متغیر اندازه گیری شده افزایش نمی یابد.

چگونه کار می کند

• جداول جستجو: نقاط کالیبراسیون از پیش تعریف شده که در حافظه فرستنده ذخیره شده اند، خروجی های سنسور خام را به مقادیر دقیق مهندسی نقشه می کشند.
• الگوریتم های چند عددی: مدل های ریاضی (به عنوان مثال، چند عددی نظم دوم یا سوم) منحنی های غیرخطی را در زمان واقعی اصلاح می کنند.
• خط بندی قطعه ای: محدوده سنسور را به بخش هایی تقسیم می کند و در هرکدام اصلاح خطی انجام می دهد.

مثال: یک سنسور فشار سرامیکی ممکن است پاسخ غیرخطی در فشار کم داشته باشد. خطی سازی تضمین می کند که 4 mA واقعاً نشان دهنده 0 بار است نه یک مقدار تحریف شده.

2جبران دما: ثبات در محیط

قراءات سنسورها می توانند به دلیل تغییرات دمای محیط تغییر کنند. این امر به ویژه در تاسیسات بیرونی یا مناطق صنعتی با دمای بالا بسیار مهم است.

تکنیک های جبران خسارت

• معماری دو سنسور: یک سنسور دمای داخلی شرایط محیطی را نظارت می کند و سیگنال اصلی را مطابق با آن تنظیم می کند.
• الگوریتم های زمان واقعی: منحنی های جبران یا معادلات درست برای حرکت حرارتی بر اساس داده های کالیبراسیون.
• مدل سازی مبتنی بر مواد: فرستنده های پیشرفته از مدل های مبتنی بر خواص مواد سنسور (به عنوان مثال سرامیک، سیلیکون) برای پیش بینی و جبران اثرات دمایی استفاده می کنند.

مثال: یک فرستنده دما در کوره ممکن است نوسانات محیطی را تجربه کند. بدون جبران، قراءات ممکن است چندین درجه انحراف داشته باشد که بر کنترل فرآیند و کیفیت محصول تأثیر می گذارد.

3الگوریتم های فیلتر سازی: قطع از طریق سر و صدا

محیط های صنعتی از نظر الکتریکی و مکانیکی سر و صدا دارند. لرزش ها، EMI و نوسانات فرآیند می تواند باعث افزایش سیگنال یا جیتر شود.

استراتژی های فیلتر کردن

• فیلترهای کم عبور: صداهای فرکانس بالا را با حفظ تغییرات آهسته سیگنال ها از بین ببرد.
• فیلترهای متوسط متحرک: میانگین چند خوانش در طول زمان برای تثبیت خروجی
• فیلترهای سازگاری: به طور پویا قدرت فیلتر را بر اساس شرایط فرآیند تنظیم کنید (به عنوان مثال، در هنگام راه اندازی در مقابل حالت ثابت).

مثال: یک فرستنده جریان در یک خط لوله ممکن است آشفتگی را تجربه کند. فیلتر کردن اطمینان حاصل می کند که سیستم کنترل یک سیگنال پایدار دریافت می کند، نه اوج های نامنظم.

شرطی سازی سیگنال به عنوان فلسفه: تصفیه قبل از انتقال

در فلسفه چینی، وضوح نه از نیروی خام بلکه از اصلاحات ناشی می شود. شرایط سیگنال این اصل را تجسم می کند. تبدیل ورودی های ناقص به خروجی های دقیق از طریق هوش آرام.این هنر گوش دادن عمیق به سنسور، درک نقص های آن و ترجمه صدای آن به حقیقت است.

فرستنده های هوشمند فقط اندازه گیری نمی کنند بلکه تفسیر می کنند.