欢迎进入深圳鸿研电子科技有限公司!
服务热线:0755-26088212

 开关量、模拟量、数字量概述

在工控领域当中,经常会接触到开关量,模拟量,数字量各种概念。而很多人在实际应用中很容易将这些概念混淆以致弄错,本文介绍开关量,模拟量,数字量的基本概念以及相互之间的关系帮助大家了解相关情况。

开关量:指的是反映开和关的两个状态的,用0和1来表示,要不就是开的状态,要不就是关的状态,一般的只有开和关两种状态的物理量都可以称之为开关量,如继电器的闭合和打开,开关的导通和断开,电磁阀的通和断等,开关量可以分输入开关量和输出开关量(又称开关量采集和开关量控制),开关量采集一般都是指获得某个设备的开关状态的反馈,开关量控制指的是对于开关某些设备的指令。

数字量:指的是多个开关量组合表示,就像用二进制的0,1组合来表示八进制,十六进制的相应数值,用三个开关量可以表示八个状态的数字量,四个开关量来表示十六个状态的数字量。数字量输入/输出英文简称:DI/DO(DI:反馈开关量的状态是开还是关,一般分有源和无源的,DO:控制开关量的开关状态,一般有继电器和大功率管输出)多个开关量组合起来就表示为数字量,单个则为开关量。

模拟量:指的是一些连续变化的量,比如温度,压力,流量,水位,湿度,电流,电压等各种连续变化的物理量,一般而言,大多数物理量都是以模拟量的形式表示的。与数字量不同,模拟量是连续的,而数字量则是离散的。模拟量输入/输出的概念和开关量的输入/输出类似,模拟量采集指的是用于某个反馈监视和控制计算,模拟量控制则是用于控制输出,多用于控制设备的开度。模拟量一般都有一个量程的大小,也就是模拟量数值的上下限,比如液态水的温度是0-100摄氏度,电动阀门的开度是0-100%等。在工控领域,采用电压电流信号表示模拟量的输入输出信号,一般都是有如下几个标准:4-20mA,0-10mA,0-5V,1-5V,0-10V或者其他电压电流信号。模拟量输入/输出英文简称:AI/AO( AI:直流模拟量输入信号,多为4-20mA和0-5V电流信号,AO:直流模拟量输出信号,多为4-20mA和0-10V电流信号作为信号调节)

综上所述,开关量,数字量和模拟量相互之间的关系如下:模拟量是在时间上和数值上都是连续变化的物理量,例如电流互感器和电压互感器等传送过来的电压和电流,都是连续变化的变量,模拟量信号在连续变化的过程中任何一个取值都是具有具体的物理意义,且在连续变化过程中,模拟量信号的取值都有可能是不相同的(即在模拟量量程中所表示数值是无限多的)。在实际应用中,对于模拟量信号只需要达到一定精度即可,将模拟量信号离散量化之后,就变为数字量信号,举例说明模拟量和数字量的关系,一米长的尺子,其长度的数值是无限的,从零至一米的数值是无限多的,但是在实际使用中无限多的数值的实际意义不大,如果将数值精确到毫米的话,那一米尺子上的度量数值就只有一千个了,在一般的实际使用过程中也是够用的,如果需要更加精确的话,可以精确到微米,纳米,不管精确到何种精度,其一米尺子上的度量数值数量都是有限的。将刻度标识在尺子上面,就是一个量化的过程。数字量是时间和数值上都是断续变化的物理量。

计算机电路只能识别0,1两种开关信号,也就是开关量信号,但是外部世界需要表示数值远远不止开关两种状态,利用0,1组合来表示模拟量,一般模拟量的精度用位来表示,模拟量需要8-16位来表示,一般模拟量常见的精度为12位,即是模拟量量程的2的12次方分之一为一个量度,用十二个0,1来表示相关数值,利用开关量表示出来的数值也就是数字量。