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详细分析西门子模拟量输入模块精度与分辨率的四大要点

发布时间:2021-06-17 点击量:333

    西门子模拟量输入模块是一款将远程现场的模拟量信号采集至计算机的设备,其利用RS-485总线作为数据通信线路,提供模拟量转485功能,能够同时将八路模拟量输入至模块,并通过RS-485总线传输至计算机。

    要点一、西门子模拟量输入模块分辨率的示意图

    西门子S7-300/400的模拟量输入的分辨率用位来表示。

    要点二、西门子模拟量输入模块分辨率的实际应用

    当分辨率是10位的时候,模拟量的数值是以32的倍数变化;当分辨率是15位的时候,模拟量的数值是以1的倍数变化,其它的依次类推。

    例如:一个4~20mA的压力传感器的量程是0-100kPa,当选择分辨率为10位的模块时,每次变化数字量为:32*100/27648=0.1157,这时的误差范围就在0.1kPa以上了,想要达到0.1kPa的精度是不可能的;当选择分辨率为11位的模块时,每次变化数字量为:16*100/27648=0.0579,这时的误差范围就在0.1kPa以下了,就可以达到0.1kPa的精度。

    要点三、西门子模拟量输入模块分辨率和精度比较

    首先说明的是:精度≠分辨率

    分辨率是整个量程分成N个等份,如上图对应各自的分辨率就是32767/256=128(即2的7次方)、32767/512=64(即2的6次方)、32767/1024=32(即2的5次方)等。

    精度是测量值和实际值的偏差,模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率,还受到转换芯片的外围电路的影响,在实际应用中,输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰,内部电路也会产生噪声、漂移,这些都会对转换的精度造成影响,这些因素造成的误差要大于芯片A/D的转换误差,高精度必须要高分辨率,但高分辨率并不等于高精度。

    要点四、西门子模拟量输入模块分辨率的设置

    有的模拟量输入模块的分辨率是可以在硬件组态中进行设置的,比如6ES7331-7KF02-0AB0,硬件描述中分辨率最高可达到14位,但是对于不同的积分时间或干扰频率抑制值,其分辨率是不一样的。

    积分时间越长精度越高,干扰抑制频率值越低精度越高。
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