CN108507637B - 一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，采用两个相同的模拟量传感器，一个模拟量传感器正向安装，另一个模拟量传感器反向安装；两路模拟量传感器的测量输出信号，均采用同一根电缆中的不同芯线输送至控制器的模拟量输入模块；将控制器采集到的两路模拟量传感器模拟量信号作取平均值的数值处理，由于两个模拟量传感器互为反向安装，实际上是对测量采集信号进行差分处理。本发明一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，基于双传感器输出信号，采用差分方法消除外界电磁干扰，精确测量模拟量信号。

Description

一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法
技术领域
本发明一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，采用差分方法消除外界电磁干扰，精确测量模拟量信号。
背景技术
目前，模拟量信号测量采集采用的传感器输出回路，抗电磁干扰能力差，4～20mA或者0～20mA的电流信号和0～5V的电压信号远距离传送容易受到周围环境的电磁干扰影响，特别是周围存在电机等强电磁场干扰源时，测量采集到的模拟量信号容易失真，产生跳变现象。
发明内容
为解决现有的采用单一传感器测量模拟量信号容易失真，产生跳变现象的问题，本发明提供一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，基于双传感器输出信号，采用差分方法消除外界电磁干扰，精确测量模拟量信号。
本发明采取的技术方案为：
一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，采用两个相同的模拟量传感器，一个模拟量传感器正向安装，另一个模拟量传感器反向安装；两路模拟量传感器的测量输出信号，均采用同一根电缆中的不同芯线输送至控制器的模拟量输入模块；将控制器采集到的两路模拟量传感器模拟量信号作取平均值的数值处理，由于两个模拟量传感器互为反向安装，实际上是对测量采集信号进行差分处理。
所述模拟量信号包括的4～20mA、或者0～20mA的电流信号、或者0～5V的电压信号；或者其他规格的连续变化的模拟量电压电流信号。
本发明一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，优点在于：
采用本发明的方法测量采集模拟量信号，可以明显消除模拟量信号采集过程中电磁干扰信号的影响，避免测量采集到的模拟量信号失真和跳变，保证模拟量信号的精确测量采集。
附图说明
图1是本发明示例性实施例中两个相同的液位变送器安装的示意图。
图2是本发明中两个液位变送器输出信号传输通道的示意图。
附图标记说明：
1-液位变送器1，2-液位变送器2，3-油罐，4-信号传输电缆，A平面-液位变送器1满点油位，B平面-液位变送器1零点油位，C平面-液位变送器量程范围内油罐某一油位，M-电机，△-电机等强电磁场干扰源释放的电磁干扰信号。
具体实施方式
一种抗电磁干扰的模拟量信号精确测量采集方法，采用两个相同的模拟量传感器，一个模拟量传感器正向安装，另一个模拟量传感器反向安装；两路模拟量传感器的测量输出信号，均采用同一根电缆中的不同芯线输送至控制器的模拟量输入模块；将控制器采集到的两路模拟量传感器模拟量信号作取平均值的数值处理，由于两个模拟量传感器互为反向安装，实际上是对测量采集信号进行差分处理。
正向安装即传感器输出的位移测量信号随着位移的增加而增大。
反向安装即传感器输出的位移测量信号随着位移的增加而减小。
所述模拟量信号包括的4～20mA、或者0～20mA的电流信号、或者0～5V的电压信号。或者其他规格的连续变化的模拟量电压电流信号。
根据本发明的抗电磁干扰液位精确测量采集方法的一个实施例，将抗电磁干扰4~20mA模拟量信号测量采集方法，应用于压力容器内液体的液位测量。
下面将参照附图和示例性实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明示例性实施例中两个相同的液位变送器安装示意图。如图1所示，本发明的示例性实施例的液位测量方法采用两个相同的液位变送器：第一液位变送器1、第二液位变送器2，第一液位变送器1正向安装，第二液位变送器2反向安装。当压力容器液位处于B位置时，第一液位变送器1输出4mA时，第二液位变送器2输出20mA；当压力容器液位处于A位置时，第一液位变送器1输出20mA时，第二液位变送器2输出4mA。
A位置为平面-第一液位变送器1满点油位；B位置为平面-第一液位变送器1零点油位。
图2是本发明中两个液位变送器输出信号传输通道的示意图。如图2所示，当压力容器液位处于液位变送器量程范围内油罐某一油位C位置时，第一液位变送器1和第二液位变送器2的测量输出信号分别为C1和C2，将其均采用同一根电缆的不同芯输送至PLC控制器的模拟量输入模块，测量通道分别为通道1#和通道2#，保证了两路信号的外部电磁环境一样，信号传输受到的电磁干扰信号一致，均为△；PLC控制器通过模拟量输入模块，采集到第一液位变送器1和第二液位变送器2的测量输出信号分别为C1+△、C2+△。
C为平面-液位变送器量程范围内油罐某一油位；△为强电磁场干扰源释放的电磁干扰信号。
本发明示例性实施例中，PLC控制器采集到第一液位变送器1的模拟量信号为k*（C1+△-4mA），采集到第二液位变送器2的模拟量信号为k*[20mA-（C2+△）],其中k为液位变送器的液位与电流信号的转换变比，采用两路信号取平均值的数值处理方式，PLC控制器采集到模拟量信号为{k*（C1+△-4mA）+ k*[20mA-（C2+△）]}/2，即k*（16mA+C1-C2）/2。
本发明示例性实施例中，控制器PLC采集到模拟量信号最终表达式中无电磁干扰信号△项，由此可见，采用本发明的方法，可以明显消除压力容器模拟量信号传输过程中电磁干扰信号的影响，避免测量采集到的模拟量信号失真和跳变，保证压力容器模拟量信号的精确测量采集。
尽管上面结合示例性实施例描述了本发明的方法应用于压力容器液位测量的事例，然而，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求保护的范围的情况下，可以对上述示例性实施例进行各种改变，广泛应用于4~20mA模拟量信号、或者0～20mA的电流信号、或者0～5V的电压信号等其他规格连续变化的模拟量电压电流信号测量采集。

Claims (3)

1.一种抗电磁干扰4~20mA模拟量信号测量采集方法，其特征在于：
采用两个相同的液位变送器：第一液位变送器（1）、第二液位变送器（2），第一液位变送器（1）正向安装，第二液位变送器（2）反向安装；
当压力容器液位处于B位置时，第一液位变送器（1）输出4mA时，第二液位变送器（2）输出20mA；
当压力容器液位处于A位置时，第一液位变送器（1）输出20mA时，第二液位变送器（2）输出4mA；
A位置为平面-第一液位变送器（1）满点油位；
B位置为平面-第一液位变送器（1）零点油位；
当压力容器液位处于液位变送器量程范围内油罐某一油位C位置时，第一液位变送器（1）和第二液位变送器（2）的测量输出信号分别为C1和C2，将其均采用同一根电缆的不同芯输送至PLC控制器的模拟量输入模块，测量通道分别为通道1#和通道2#，保证了两路信号的外部电磁环境一样，信号传输受到的电磁干扰信号一致，均为△；
PLC控制器通过模拟量输入模块，采集到第一液位变送器（1）和第二液位变送器（2）的测量输出信号分别为C1+△、C2+△；
C为平面-液位变送器量程范围内油罐某一油位；
△为强电磁场干扰源释放的电磁干扰信号。
2.根据权利要求1所述一种抗电磁干扰4~20mA模拟量信号测量采集方法，其特征在于：PLC控制器采集到第一液位变送器（1）的模拟量信号为k*（C1+△-4mA），采集到第二液位变送器（2）的模拟量信号为k*[20mA-（C2+△）]；
其中：k为液位变送器的液位与电流信号的转换变比，采用两路信号取平均值的数值处理方式，PLC控制器采集到模拟量信号为{k*（C1+△-4mA）+ k*[20mA-（C2+△）] }/2，即k*（16mA+C1-C2）/2。
3.如权利要求1或2所述一种抗电磁干扰4~20mA模拟量信号测量采集方法，其特征在于：其特征在于：应用于压力容器内液体的液位测量。
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