常見模擬輸入（Analog Input）類型
模擬輸入（Analog Input）用于讀取連續(xù)變化的物理量（如電壓、電流、溫度、壓力等），在工業(yè)控制、傳感器測量和信號處理中廣泛應(yīng)用。以下是幾種常見的模擬輸入類型及其特點(diǎn)：
1. 電壓輸入（Voltage Input）
信號范圍：通常為 0~5V、0~10V、±5V、±10V 等。
特點(diǎn)：
直接測量電壓，適用于大多數(shù)傳感器（如電位器、LVDT、部分溫度傳感器）。
抗干擾能力較弱，長距離傳輸時易受噪聲影響。
典型應(yīng)用：
工業(yè) PLC 模擬量輸入模塊（如 4~20mA 變送器 + 250Ω 電阻 = 1~5V）。
數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）測量傳感器輸出。
2. 電流輸入（Current Input）
信號范圍：常見 4~20mA、0~20mA（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。
特點(diǎn)：
抗干擾強(qiáng)，適合長距離傳輸（電流信號不易受線路電阻影響）。
需要外接精密電阻（如 250Ω）轉(zhuǎn)換為電壓供 ADC 讀取。
典型應(yīng)用：
工業(yè)傳感器（壓力變送器、流量計）。
過程控制（PID 調(diào)節(jié)）。
3. 電阻輸入（Resistance Input）
測量方式：通過 恒流源激勵 或 分壓法 測量電阻值。
常見傳感器：
RTD（熱電阻，如 PT100、PT1000）：測量溫度，線性度好。
熱敏電阻（NTC/PTC）：非線性，需查表或公式計算。
應(yīng)變片（Strain Gauge）：用于力/壓力測量，需惠斯通電橋。
典型電路：
恒流源 + ADC（如 1mA 恒流源測 PT100）。
分壓法（如 NTC 與固定電阻分壓）。
4. 差分輸入（Differential Input）
特點(diǎn)：
測量兩個信號線的 電壓差（如 A+ 和 A-），抑制共模噪聲。
適用于高噪聲環(huán)境（如電機(jī)控制、工業(yè)現(xiàn)場）。
典型應(yīng)用：
電橋輸出（如應(yīng)變片、稱重傳感器）。
高速 ADC 采集（如示波器、醫(yī)療設(shè)備）。
5. 特殊模擬輸入
（1）熱電偶（Thermocouple）輸入
原理：基于 塞貝克效應(yīng)，測量兩種金屬的溫差電勢（μV~mV 級）。
挑戰(zhàn)：
信號微弱（需高精度放大器，如 AD8495）。
需要 冷端補(bǔ)償（CJC） 修正環(huán)境溫度影響。
典型型號：K 型、J 型、T 型熱電偶。
（2）電荷輸入（Charge Input）
應(yīng)用：壓電傳感器（如加速度計、麥克風(fēng)）。
特點(diǎn)：
輸出高阻抗電荷信號，需 電荷放大器 轉(zhuǎn)換為電壓。
（3）頻率/脈沖輸入（Frequency/PWM Input）
雖然不是純模擬信號，但常用于模擬量測量：
如轉(zhuǎn)速傳感器（霍爾/光電編碼器）輸出 PWM 或頻率信號。
可通過 頻率-電壓轉(zhuǎn)換（FVC） 或 MCU 定時器捕獲。
如何選擇模擬輸入類型？
| 類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 適用場景 |
|---|---|---|---|
| 電壓輸入 | 簡單、通用 | 抗干擾差 | 短距離、低噪聲環(huán)境 |
| 電流輸入 | 抗干擾強(qiáng)、適合長距離 | 需額外電阻 | 工業(yè)傳感器（4~20mA） |
| 電阻輸入 | 直接測量溫度/力 | 需激勵源、可能非線性 | RTD、應(yīng)變片 |
| 差分輸入 | 高抗噪能力 | 電路復(fù)雜 | 電橋傳感器、高噪聲環(huán)境 |
| 熱電偶 | 高溫測量（可達(dá) 1800°C） | 需冷端補(bǔ)償、信號微弱 | 冶金、鍋爐監(jiān)控 |
總結(jié)
電壓/電流輸入 是最通用的模擬信號，適用于大多數(shù)傳感器。
電阻輸入 用于溫度、壓力測量，需注意線性度和激勵方式。
差分輸入 適合高噪聲環(huán)境，如工業(yè)控制。
熱電偶、電荷輸入 屬于特殊模擬信號，需專用信號調(diào)理電路。
在設(shè)計模擬輸入電路時，需考慮 信號范圍、抗干擾、ADC 分辨率 等因素，必要時使用 放大器、濾波電路或隔離技術(shù) 提高精度。
