变送器的作用是什么（变送器的主要功能和分类介绍）

工业应用中，经常需要采集、处理许多物理量，或称之为模拟量信号，如：温度、压力、速度、液位、厚度、PH值等，这些数据是连续的值，不能被CPU直接处理，因为CPU只能处理离散的数值。

因此，在处理模拟量之前，需要经过若干个步骤，将其转化成CPU能够处理的离散量。下图揭示了模拟量的数据采集过程。

一、信号的采集

实际物理量经过传感器、变送器的采集、处理后，转化为电流、电压或电阻的形式接入“模拟量输入模块”。根据输入数据类型的不同，可选的变送器也不同，如下：

1. 电压变送器

2. 电流变送器

3. 电阻变送器

4. 热电偶

变送器的作用是将测量的物理信号转换为标准电信号，这种转换一般为线性的。如通过变送器对压力进行采集，并将0-1500KN的压力转换为4-20mA的信号。根据线性变换的原理，其通用变换公式为：

比如，要计算压力为800KN时对应的转换电流为多少，可将P=800带入上式，可得I=12.53mA。其在线性坐标系中体现如下图所示。

二、模数转换

“模拟量输入模块”接收的信号仍是连续信号，它只是通过传感器和变送器完成了从实际物理量到电信号的转化。

由于CPU不能直接处理连续信号，因此在模拟量输入模块中集成了一个“模数转换器（ADC），将连续信号转换为离散的16为整数值。

模数转换的核心是，通过阶梯形曲线来近似待采集的模拟量信号。阶梯的数量（或模块精度）将确定模拟值在阶梯形曲线中的增量值。

模块的精度越高，则每一个阶梯的增量值就越小，，模拟量信号的数字化的准确程度就越高。下图显示了通过阶梯形曲线完成模拟量的数字化。

可以看出，左图模块精度最低，与实际曲线的误差也最大；右图相对精度最高，得到的近似值也就更为准确。

以模拟量输入模块AI 8*UU/I HF （订货号：6ES7531-7NF00-0AB0）为例，其技术特性为：

（1）8个电气隔离模拟量输入

1. 可按通道设置为电压、电流的测量类型

2. 16位精度（包括符号）

16位的精度，如果以单极性测量来看，可分段2^15=32768个增量。测量范围为4-20mA的话，最小的增量为16/32768=0.49uA。也就是说小于0.49uA的变化，模拟量输入模块就不会识别。

标定模拟值

CPU从模拟量输入模块接收而来的信号是离散化的值，在进一步处理时，一般需要将离散值再次转化成实际过程值（Real）来进行计算。在此，将值范围（如0-27648）到实际数据（如0-1500KN）的转换过程，称之为标定。

可以实用SCALE块来对模拟量值进行标定，如下图所示。

其中：

1. IW120是来自变送器的值，经过模数转换，变为0-27648的增量型数据；

2. HI_LIM和LO_LIM分别为实际物理量的上、下限值；

3. 转化后的值，由输出”OUT“端写入存储区域（MD204），供后续进一步处理。