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数字

1 φ

分类
电信号的状态名称
内容
指单相交流。 ⇒请参阅“单相交流”。
目标机型
nr-hv04

3 φ

分类
电信号的状态名称
内容
指三相交流。 ⇒请参阅“三相交流”。

4-20 ma输出

分类
电路
内容
4-20的含义是电流输出范围为4 ma到20 ma。
作为采集装备用(工厂用器械)的标准模拟输出被广泛使用,经过电压转换后可简单装入记录仪。特点在于抗干扰性强,可用于长距离传输。另外,断线时变为0 ma,具有优异的失效保护性。
目标机型
  • nr系列

4线式热电阻

分类
传感器
内容
是一种热电阻,能够进行在热电阻中也相对更高精度的采集。从电阻的两端各引出2根,共有4根引线。

a

ac

分类
电信号的状态名称
内容
ac(alternating current、交流)是交流的缩写,是指振幅随着时间周期性变化且发生方向变化的电信号。作为电源使用时,直流(dc)在配线变长后电压会下降,因此不适合长距离输电,而交流可利用变压器自由升降电压,能够在长距离下高效输电。
参考
dc
目标机型
nr-hv04

ac继电器

分类
电气部件
内容
主要是在一次侧线圈电压使用ac(交流)的继电器。
有时也指在二次侧接点能够开闭ac的继电器。
参考
dc继电器

a相

分类
电信号的状态名称
内容
一种由编码器输出的脉冲。 ⇒请参阅“编码器”。

b

编码器

分类
传感器
内容
检测机械位置的数字方式传感器。
【编码器的种类】
按目标机械分类
  • 旋转编码器:检测旋转移动的编码器
  • 线性编码器:检测线性移动的编码器
按检测方法分类
  • 增量型:检测相对位置。因此在关闭电源后将丢失位置。结构及信号处理简单。
    通常我们所说的编码器,都是指增量型。
  • 绝对型:检测绝对位置。因此在关闭电源后仍不丢失位置。结构及信号处理复杂。
【可检测内容】
旋转编码器
  • 当前角度:对原点脉冲数计数后换算为角度。
  • 移动角度:对2点间移动时的脉冲数计数后换算为角度。
  • 旋转时间:采集2点间移动的时间。
  • 转速:采集单位时间的旋转次数。
  • 旋转速度:采集单位时间的移动角度。
线性编码器
  • 位置:对原点脉冲数计数后换算为位置。
  • 移动量:对2点间移动时的脉冲数计数后换算为移动量。
  • 移动时间:采集2点间移动的时间。
  • 移动速度:采集单位时间的移动距离。
【增量型的输出信号】采集a相/b相的相位差,即可确认相对移动量与移动方向。
  • a相:旋转1次时输出规定脉冲数。
  • b相:输出与a相偏离1/4周期的脉冲。
  • z相:在原点位置只输出1脉冲。
参考
旋转编码器

变频器

分类
电气部件
内容
具有从直流电通过电性方式生成(逆转换)交流电的电源电路,相较于商用电源ac,能够根据设备优化脉宽、频率等,以保持高效运行。

步进电机

分类
电气部件
内容
利用经过同步的脉冲信号转动电机,能够控制与旋转角度成正比的动量的电机。
相对于1脉冲的步进量(旋转角度)为固定,能够实现准确的定位。

b相

分类
电信号的状态名称
内容
一种由编码器输出的脉冲。 ⇒请参阅“编码器”。

c

can

分类
通信规格
内容
为车辆用而开发的类似于lan的通信方式,由德国的博世公司开发。can是controller area network的简称。通过can连接车载微型控制器(ecu)而进行通信时,从ecu向can传输数字值(转速等)与on/off信息。汽车上装配有多个电子控制设备,进行如下控制。
  • 发动机点火时间控制
  • 齿轮箱控制
  • 节流阀控制
  • abs(anti-lock braking system)
  • asc(acceleration skid control)
这些系统都是单独使用。但是,随着不断追求更高性能,需要将这些系统整合,从而能够在系统间进行数据通信的机制,can随之应运而生。
目标机型
nr-c512

热电阻

分类
传感器
内容

是利用金属的电阻率随温度成比例变化原理的温度传感器。基于电阻对温度呈现稳定的变化,且变化率大的特性,一般采用铂(pt)。除此以外,还使用镍、铜等金属。采集方法为,向金属电阻流动一定的电流(一般为1 ma),并用采集仪采集电压,依据欧姆定律e=ir换算电阻值,从而导出温度。常用的是不受配线电阻影响的3线式。与热电偶不同,可直接输出采集温度。

pt100
铂热电阻的规格。100表示电阻值为100 ω。
pt1000
市售的铂热电阻还有pt100以外的类型。pt1000表示电阻为1000 ω的铂热电阻。
2线式、3线式、4线式
按照从电阻元件引出的引线的配线,分为3种类型。
  • 2线式:引线的电阻值直接反应在误差中,因此采集精度不佳。
  • 3线式:较常用。能够消除引线的电阻值,实现高精度采集。
  • 4线式:实现比3线式更高精度的采集。
规定电流
还有1 ma以外的热电阻。另外,在使用过程中由于自我发热可能会导致少许误差。
目标机型
  • nr-th08
  • tr-th08

差分输入

分类
电路
内容
指采集仪的输入电路形式。特点如下。
  • 优点:不易受信号源与采集仪接地间的电位差及干扰的影响
  • 缺点:采集通道数仅有单端时的一半
参考
单端输入
目标机型
nr-ha08

d

单端输入

分类
电路
内容
指采集仪的输入电路形式。特点如下。
  • 优点:相比差分输入,易于增加通道数
  • 缺点:易受信号源与采集仪接地间的电位差及干扰的影响
参考
差分输入
目标机型
nr-ha08

单相交流

分类
电信号的状态名称
内容
指一相交流。家庭用100 v插座由100 v单相交流供电。
参考
ac/三相交流

dc

分类
电信号的状态名称
内容
dc(direct current、直流)是在电流大小随着时间发生变化时电流方向(正负)仍保持不变的电流。
24 vdc在 24 v时成为直线。
参考
ac
目标机型
  • nr系列

dc继电器

分类
电气部件
内容
在一次侧线圈电压使用dc(直流)的继电器。
参考
ac继电器

电力

分类
单位
内容

电力是指电做功的大小。单位以“w(瓦特)”表示。
可通过公式电力(w )=电压(e) × 电流(i)进行计算。电压越高、电流越大,做功也越多。
利用欧姆定律:e=i×r的公式,表示如下。

w = e × i = (i × r) × i = i2 × r

【视在功率和有效功率】
电力包括表象上的电力(视在功率)与实际可用的电力(有效功率)共两种。表象上的电力(视在功率)始终不变,而由于存在相位偏离( = 功率因数恶化),实际可用的电力(有效功率)会减少,相位偏离越少( = 功率因数优良),实际可用的电力(有效功率)增加。即,视在功率与有效功率的背离越大,证明该设备的效率越差、亟需改善。在表示交流设备的电力规格时,经常使用“va”单位,这是表示视在功率的含义,通过使用不同的单位,与有效功率(= “w”)区分。

电力量

分类
单位
内容

表示单位时间内使用的合计电力,单位为“wh(瓦时)”。
电力量大小等于电力与时间之积(乘法)。

电力量(wh) = 电力(w) × 时间(h)

例如,1500 w的热板使用1小时的电力量为1500 wh,使用2小时的电力量为3000 wh。

电流

分类
单位
内容
表示电流量的单位。符号为“i”,单位为“a(安培)”。电流被电压的推动力推动而流动。
依据欧姆定律:e=ir,在电阻两端连接1.5 v电池时的电流为
电阻为1 ω时,i=1.5/1=1.5 a
电阻为1 kω时,i=1.5/1 k=0.0015 a=1.5 ma。
由此,电阻越大,电流越小。
4-20 ma输出正是利用电流大小的记录仪用输出。
目标机型
  • nr系列

电桥盒

分类
传感器
内容
通过采集细微的电阻值来算出应变量。在应变量采集中,为将细微的电阻变化转换成大的电压变化而使用惠斯通电桥电路。电桥盒是配备惠斯通电桥电路的端子台,支持各种应变片的配线。在应变采集中简称“电桥”或将盒状称为“电桥盒”。
目标机型
nr-st04

电容器

分类
电子部件
内容

用于蓄积或释放电荷的部件。电压下降时放电。用于如下的各种电子部件。

  • 利用蓄积电荷的特性 →超级电容器
  • 用于消除干扰 →旁路电容
  • 利用电荷蓄积后电流不再流动的特性来切割dc成分→耦合电容器
  • 利用电压方向改变时,电流流动至电荷蓄满为止,以释放ac成分的特性 →电容器接地
  • 利用电压下降后放电的特性使电源稳定化 →平滑电容器

电压

分类
单位
内容
使电流动的力称为“发电力”=“电动势”。带“电动势”的物体就是电池或电源。将“电动势”看作推动电的力,称为“电压”。符号为“e”,单位为“v(伏特)”。电压是采集仪非常基本的且是少有可直接采集的采集目标。各个采集目标都被转换器(包括内置及外部设备)转换为电压信号后,通过a/d转换器转换为数字数据。
模拟电压输出正是利用电压大小的记录仪用输出。有±10 v、1-5 v等。
目标机型
  • nr系列

电阻

分类
单位
内容

(1)电单位
表示电流动难度的单位,符号为ω(欧姆)。
依据欧姆定律:e=ir,在电阻两端连接1.5 v电池的情况下,

电阻为1 ω时的电流为,i=1.5/1=1.5 a
电阻为1 kω时的电流为,i=1.5/1 k=0.0015 a=1.5 ma。

总之,电阻越大,电流越小。

分类
电子部件
内容

(2)电子部件
是用于限制电流量(电流)的部件,符号为r。

低电压

分类
电信号的状态名称
内容
指低电压状态。没有具体的电压值规定。
ce标记中50到1000 vac、75到1500 vdc的范围为低电压。

e

二极管

分类
电子部件
内容
是仅向固定方向流动电流的电子部件(半导体),在需要控制电流方向时使用。

g

干扰

分类
电信号的状态名称
内容

指在设备运行或采集中多余的信号。必要的信号称为“信号(signal)”,妨碍信号称为干扰(noise)。表示信号大小相对干扰的比率值为“s/n比”。

干扰的种类
  • 突发性干扰
    电机等动力源或变频器设备、接点开闭、雷击等导致的干扰都属于突发性干扰。
    由于干扰具有大能量,受到干扰的设备将发生误动作等问题。
  • 恒定性干扰
    始终以一定程度的大小发生的干扰。存在“位移传感器或采集仪分辨率=干扰大小”的关系。
干扰的电气分类
  • 共模干扰
    对策是在电源线安装降噪变压器、干扰滤波器。
  • 常模干扰
    被其他设备只在电源的正极或负极施加干扰。
    对策是在电源线上安装由电容器与电阻组成的干扰吸收器件。

光电耦合器

分类
电子部件
内容
将内部电路与输出电路绝缘,使外部电路的干扰难以传入内部。由通电时发光的光电二极管与受光时开启开关的光电晶体管组合而成。利用光传递on/off,可切断电性干扰。

固态继电器

分类
电气部件
内容
用半导体替代2次侧(接点侧)电磁铁与接点的无接点继电器。1次侧(线圈侧)使用光半导体替代线圈。相比有接点的继电器,特点在于高速及长寿命。
参考
ac继电器/dc继电器/ssr

h

红外辐射温度计

分类
传感器
内容
指非接触式温度计,采集目标物发出的红外线量后换算成温度。

换能器

分类
电气部件
内容
指转换器。将机械信号转换为电信号,或将光信号转换为电信号等,是频繁使用的术语。具体包括“压力换能器”、“电力换能器”、“超声波换能器”等。

j

交流

分类
电信号的状态名称
内容
⇒请参阅“ac”。
目标机型
nr系列

加速度

分类
单位
内容
表示单位时间内的速度变化率的物理量。单位有“g”或“m/s2”,或用于地震的“gal”等。
换算关系为1 g=9.8 m/s2=980 gal。
速度发生变化时产生加速度。不论坐在建筑物内椅子上,还是坐在以一定速度飞行的飞机内,加速度均为“0”。
目标机型
nr-ca04

加速度拾取

分类
传感器
内容
根据目标物振动检测加速度,并转换为电信号的传感器。以固定在目标物的状态使用。
有压电元件型与应变片式。
目标机型
nr-ca04

集电极开路输出

分类
电路
内容
从晶体管引出e(发射极)、c(集电极)、b(基极)共3根线。表示其中的集电极处于未连接(开路)状态。将此集电极开路与负载连接,以用于输出时称为“集电极开路输出”。集电极开路输出包括“npn集电极开路输出”和“pnp集电极开路输出”两种。
⇒请参阅“npn集电极开路输出”⇒“pnp集电极开路输出”。

继电器

分类
电气部件
内容
用于传递(中转)on/off信号的电气部件。向1次侧(线圈侧)的电磁铁线圈通电,使电信号转换为机械性移动,进行2次侧(接点侧)接点(开关)的on/off。
参考
ac继电器/dc继电器/固态继电器

l

浪涌电流

分类
电信号的状态名称
内容

在刚接通电源后的短时间内流动的额定以上的大电流。浪涌电流大时,

  • 既有电源无法启动设备
  • 保险丝熔断,断路器跳闸
  • 成为干扰源

可能出现这些问题。

浪涌电流示例
在电气设备中,为一次性充电用于内部电源的平滑电容器,在刚接通电源后的短时间内流动额定以上的电流。例如,白炽灯在亮灯时(冷却状态下),由于电阻小,电流将实现额定的10到20倍。此时流动的大电流称为浪涌电流。

lcr

分类
电路
内容
“l”表示线圈的电感,“c”表示电容器的电容量,“r”表示电阻的阻抗,“lcr采集仪”是可采集l、c、r的专用电子采集仪。

累积电力(量)

分类
单位
内容
⇒请参阅“电力量”。

逻辑

分类
电信号的状态名称
内容
逻辑(logic)表示“道理”的含义,是表示0或1的信号。同时意味着表示on/off信号。在计算机(cpu)中,各个动作及运算均以二进制数处理。二进制数是仅有数字“0”或“1”的运算方法。我们平常使用的“0到9”组成的数字称为十进制数。
计算机只用“0”或“1”进行运算,在实际电路中
低电压状态用“0”处理,高电压状态以“1”处理。一般情况下,
低电压状态→ 0 v
高电压状态→ 5 v。
因此,通常的逻辑信号是指0或5 v的on/off电压信号。
目标机型
tr-c48

m

脉冲

分类
电信号的状态名称
内容
通过周期性变化使振幅取最大值与最小值中的某一个的波形。有时也指重复on/off的信号。
目标机型
tr-c48

n

n24

分类
电路
内容
指24 vdc电源的负极侧(0 v)。相反,p24指24 vdc电源的正极侧( 24 v)。

npn集电极开路输出

分类
电路
内容
指使用电子部件晶体管的on/off输出电路。由于不使用机械式接点,具有高速、小型、长寿命的特点。作为控制设备的无接点输出,主要在国内广泛使用。在基恩士产品中主要用于判定输出等控制输出。
开启输出后电流从负载经由输出端子(集电极)流向com端子(发射极)。通过外部电源与外部负载转换为电压逻辑信号。外部电源一般使用5 v、12 v、24 v。采集电压如下。
  • 晶体管on:约0 v(表示残余电压)
  • 晶体管off:外部电源电压(外部电源为12 v时则为12 v)

p

p24

分类
电路
内容
p24指24 vdc电源的正极侧( 24 v)。相反,n24指24 vdc电源的负极侧(0 v)。

pnp集电极开路输出

分类
电路
内容
指使用电子部件晶体管的on/off输出电路。由于不使用机械式接点,具有高速、小型、长寿命的特点。作为控制设备的无接点输出,主要在海外广泛使用。
开启输出后电流从com端子(发射极)经由输出端子(集电极)流向负载。通过外部电源与外部负载转换为电压脉冲信号。外部电源一般使用5 v、12 v、24 v。采集电压如下。
  • 晶体管off:外部电源电压〈外部电源为12 v时则为(12 v-残余电压)〉
  • 晶体管on:0 v

r

热电偶

分类
传感器
内容

较为常用的温度传感器。种类多种多样。常用的是k、j、e、t、r、s、b、n、w热电偶,根据使用温度或环境区分使用。

原理

热电偶利用塞贝克效应,即电与热的关系。塞贝克效应是指“当连接两种不同金属,并对两端的接点施加不同温度时,金属之间会产生电压并有电流通过”。该电路中生成电流的电力被称为热电动势(thermoelectromotive force),其极性和大小仅由两种导体的材质和两端之间的温度差决定。
据此,热电偶凭借两种不同金属的接合处(测温接点)的温度t1与采集仪接点(基准接点)的温度t0间的温度差t,产生相应的电压。采集仪对此电压进行采集。实际上温度记录仪在利用热电偶采集时,还采集端子附近的温度。这就是基准接点补偿温度。
例如,采集部为100°c,端子温度为25°c时,热电偶仅产生与75°c相应的电压。在此状态下,显示温度为100°c,因此需要加上端子温度(基准接点补偿温度)。热电偶的电压信号与温度的比例并非线性关系,而是呈曲线关系。因此,即使直接采集电压值,也无法换算成温度。
热电偶的电动势可谓是极小值。例如,k热电偶时,1 mv约等于30°c。1°c的温度差仅能产生约30 μv的极小电压。

精度

在温度采集中,由以下3项共同构成综合精度。

  1. 采集准确度
  2. 基准接点补偿准确度
  3. 热电偶自身的精度
目标机型
  • nr-th08
  • tr-th081

rtd

分类
传感器
内容
是resistance temperature detector的缩写,表示热电阻。
⇒请参阅“热电阻”。

s

三相交流

分类
电信号的状态名称
内容
利用3相交流,使波形分别偏离1/3周期(120°〈2π/3[rad]〉)。这种波形偏离称为“相位偏离”。通过接连出现电压峰值,减少电机转动时的旋转速度及力度不均匀,因此大型机械及装置由三相交流驱动。另外,供电一般为三相交流(从电线杆引出的电线也是3根1组),家庭使用其中的2根。三相一般通过3根电线供电。分别称为r/s/t,在配线的r-s间、s-t间、t-r间分别流动一相。

伺服电机

分类
电气部件
内容
可进行数值控制的电机。分为ac伺服电机与dc伺服电机等,用于工业机器人或自动机等。伺服是指按照指令运行的控制机构。特点在于,为实现高速、高精度运行,利用内置于电机的编码器输出随时确认自身位置,并通过反馈防止偏离指令。

ssr

分类
电气部件
内容
是solid state relay(固态继电器)的缩写。
⇒请参阅“固态继电器”。

t

ttl

分类
电路
内容
是逻辑电路的一种,0 v时为lo信号,5 v时为hi信号。用于在电路中收发信号。
包括ttl输出与ttl输入,将输出与输入连接为配对来传送信号。
是“transistor-transistor logic”的缩写。

w

纹波

分类
电信号的状态名称
内容
指电压振荡量。例如电源电压的额定记载为“24 vdc 纹波±10%”时,24 v的±10%,表示电压输出可能在21.6到26.4 v(24 v ± 2.4 v)范围振荡。

温度

分类
单位
内容
表示物体的温暖度与冷度的衡量标准。单位使用“°c”。可采集温度的传感器种类如下。
  • 热电偶
  • 热电阻(rtd)
  • 热敏电阻
  • 红外辐射温度计
目标机型
  • nr-th08
  • tr-th08

x

相位差

分类
电信号的状态名称
内容
指两个波形的相位之差。在编码器等,将a相与b相的周期偏离称为“相位偏离”,偏离量称为“相位差”。

旋转编码器

分类
传感器
内容
用于确认电机或旋转轴等旋转部件的旋转状态的传感器,是编码器的一种。每当轴旋转一定量时输出脉冲。1次旋转输出的脉冲数称为分辨率,以[脉冲数/ 旋转]的单位表示。廉价产品的输出为10到20脉冲,高价产品可输出5000脉冲左右。由于每当轴旋转时输出脉冲,因此可通过脉冲数计数,获取轴旋转角度或旋转次数等信息。但是,仅凭输出的脉冲无法判断旋转方向,因此可输出2相脉冲(a相、b相),并通过相位偏离来判断方向。
参考
编码器

y

压电元件型加速度拾取

分类
传感器
内容
一种拾取加速度的采集方式。有压电元件型与应变片式。
⇒请参阅“加速度拾取”。
目标机型
nr-ca04

应变

分类
单位
内容
应变量的定义
应变量是指向物体施加荷重时每米的变形量(延伸量、收缩量)。
例如,拉伸2 m长的圆棒,使其延伸40微米时的应变量为
40微米÷ 2米=20 μst(微型张力、微型应变)。
应变通过比率表示延长(收缩),因此没有单位。即作为“无名数”使用。但是,为了明确告知这个数值表示的是应变,需附带“****应变”、“****st(strain的缩写)”、“****ε(应变一般以希腊文字ε表示)”。另外,由于应变表示的是小数值,以附带μ(即微,1 × 10 - 6)的方式表示微型应变(μst、με)。
动态应变与静态应变的区别
  • 动态应变
    采样周期为1 hz以上的快速变化的应变。在汽车发动机或车架等发生的就是动态应变。
  • 静态应变
    采样周期小于1 hz的慢速变化的应变。水坝或建筑物的耐久性涉及的是静态应变。
参考
应变片
目标机型
nr-st04

应变片

分类
传感器
内容

应变片是利用金属伸缩时电阻值发生变化的原理采集应变量的传感器。将原电阻值设为r(ω),电阻变化量设为⊿r(ω),应变量设为ε时,公式如下所示。

⊿ r/r=比例常数k × ε

此时的比例常数k称为“应变系数”,由用于应变片的金属(合金)决定。另外,无负载时的应变片电阻值一般为120 ω。

目标机型
nr-st04

应变片式换能器

分类
传感器
内容

将应变片用于检测元件并将重量或力、加速度等各种物理量转换为电信号的传感器。种类如下。

  • 采集重量:荷重元
  • 采集加速度:加速度转换器
  • 转换扭矩:扭矩转换器
  • 转换位移:位移转换器

内部结构体上贴着4个应变片,根据其应变量计算物理量(内置电桥电路)。例如在荷重元中,在荷重元上加载重物时内部弹性体将发生应变。采集此时的应变量,转换成电压信号后输出。

目标机型
nr-st04

应变片式加速度拾取

分类
传感器
内容
⇒请参阅“加速度拾取”。
目标机型
nr-st04

应变系数

分类
传感器
内容
是表示应变片的灵敏度的常数,表示应变片电阻值的变化值因应变量变化而相对于理论值产生的偏移(跨度偏移)。理论值为2.0,实际的应变片值一般显示为接近2。
目标机型
nr-st04

有效功率

分类
单位
内容

是电力的一种,在电流与电压的相位偏离时实际可用的电力称为有效功率。ac在电流与电压的相位一致时功率最大。相位偏离时,由于电压峰值与电流峰值偏离,功率变小。因偏离而无法使用的功率称为无效功率。

有效功率 无效功率 = 视在功率

视在功率可通过电压与电流的乘法计算获得。由于装在装置上的电容器或线圈而发生相位偏离,因此需安装采集偏离程度或修正偏离的装置。

z

占空比

分类
电信号的状态名称
内容
占空比是指在周期性现象中,该现象持续时间所占比率。
例如,on时间为1 μs,on/off 1周期为4 μs时,占空比为“0.25”或“25%”。
on时间与off时间相同时,占空比为“0.5”或“50%”。

直流

分类
电信号的状态名称
内容
⇒请参阅“dc”。

转速

分类
单位
内容
确认用于发动机或电机、设备或oa仪器等的旋转轴的旋转状态。由于以单位时间的转速表示,也称为旋转速度。在国际单位体系(si)中,单位为s-1,还有表示每分钟转速的“rpm(revolutions per minute)”或表示每秒钟转速的“rps”,以及表示每小时转速的“rph”等。
运算示例:假设使用1次旋转输出10脉冲的编码器,1秒钟内的计数值为100脉冲,转速为1次旋转输出10脉冲
每秒转速为100脉冲÷10脉冲=10次旋转
每分钟转速为10次旋转 × 60秒=600 rpm=10 s-1

转速表

分类
传感器
内容
转速表(tachometer)是指旋转速度计,是用于确认发动机、电机等机械旋转轴的单位时间转速的仪器。用于运算装在轴上的“编码器”输出。汽车转速表表示每分钟的发动机转速(rpm)。
⇒请参阅“转速”。
参考
编码器

z相

分类
电信号的状态名称
内容
一种由编码器输出的脉冲。 ⇒请参阅“编码器”。

索引