在工業(yè)自動化控制中,經(jīng)常會遇到開關(guān)量,數(shù)字量,模擬量,離散量,脈沖量等各種概念,而人們在實(shí)際應(yīng)用中,對于這些概念又很容易混淆。現(xiàn)將各種概念羅列如下:
1.開關(guān)量:一般指的是觸點(diǎn)的“開”與“關(guān)”的狀態(tài),一般在計(jì)算機(jī)設(shè)備中也會用“0”或“1”來表示開關(guān)量的狀態(tài)。開關(guān)量分為有源開關(guān)量信號和無源開關(guān)量信號,有源開關(guān)量信號指的是“開”與“關(guān)”的狀態(tài)是帶電源的信號,專業(yè)叫法為躍階信號,可以理解為脈沖量,一般的都有220VAC, 110VAC,24VDC,12VDC等信號,無源開關(guān)量信號指的是“開”和“關(guān)”的狀態(tài)時不帶電源的信號,一般又稱之為干接點(diǎn)。電阻測試法為電阻0或無窮大。
2.數(shù)字量:很多人會將數(shù)字量與開關(guān)量混淆,也將其與模擬量混淆。數(shù)字量在時間和數(shù)量上都是離散的物理量,其表示的信號則為數(shù)字信號。數(shù)字量是由0和1組成的信號,經(jīng)過編碼形成有規(guī)律的信號,量化后的模擬量就是數(shù)字量。
3.模擬量:模擬量的概念與數(shù)字量相對應(yīng),但是經(jīng)過量化之后又可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。模擬量是在時間和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量,其表示的信號則為模擬信號。模擬量在連續(xù)的變化過程中任何一個取值都是一個具體有意義的物理量,如溫度,電壓,電流等。
4.離散量:離散量是將模擬量離散化之后得到的物理量。即任何儀器設(shè)備對于模擬量都不可能有個完全精確的表示,因?yàn)樗麄兌加幸粋采樣周期,在該采樣周期內(nèi),其物理量的數(shù)值都是不變的,而實(shí)際上的模擬量則是變化的。這樣就將模擬量離散化,成為了離散量。
5.脈沖量:脈沖量就是瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號量。在量化后,其變化持續(xù)有規(guī)律就是數(shù)字量,如果其由0變成某一固定值并保持不變,其就是開關(guān)量。
綜上所述,模擬量就是在某個過程中時間和數(shù)量連續(xù)變化的物理量,由于在實(shí)際的應(yīng)用中,所有的儀器設(shè)備對于外界數(shù)據(jù)的采集都有一個采樣周期,其采集的數(shù)據(jù)只有在下一個采樣周期開始時才有變動,采樣周期內(nèi)其數(shù)值并不隨模擬量的變化而變動。這樣就將模擬量離散化了,例如:某設(shè)備的采樣周期為1秒,其在第五秒的時間采集的溫度為35度,而第六秒的溫度為36度,該設(shè)備就只能標(biāo)稱第五秒時間溫度35度,第六秒時間溫度36度,而第五點(diǎn)五秒的時間其標(biāo)稱也只是35度,但是其實(shí)際的模擬量是35.5度。這樣就將模擬信號離散化。其采集的數(shù)據(jù)就是離散化了,不再是連續(xù)的模擬量信號。由于計(jì)算機(jī)只識別0和1兩個信號,即開關(guān)量信號,用其來表示數(shù)值都是使用數(shù)字串來表示,由于計(jì)算能力的問題,其數(shù)字串不能無限長,即其表達(dá)的精度也是有限的,同樣的以溫度為例,由于數(shù)字串限制,其表達(dá)溫度的精度只能達(dá)到0.1度,小于該單位的數(shù)值則不能被標(biāo)稱,這樣就必須將離散量進(jìn)行量化,將其變?yōu)閿?shù)字量。即35.68度的溫度則表示為35.6度。