ตัวควบคุมแรงดัน

กระบวนการแปลงและการประมวลผลใดที่เกี่ยวข้องระหว่างเอาต์พุตสัญญาณดั้งเดิมโดยเซ็นเซอร์และสัญญาณที่ตัวควบคุมความดันสามารถรับรู้ได้?

การรับรู้สัญญาณและการแปลงเบื้องต้น
ภารกิจหลักของเซ็นเซอร์ความดันคือการรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงความดันในระบบอย่างแม่นยำ ไม่ว่าจะเป็นกลไก (เช่นไดอะแฟรม, ท่อสปริง) หรืออิเล็กทรอนิกส์ (เช่น piezoresistance, เซ็นเซอร์ piezoelectric, ความจุ), แกนกลางคือการใช้ผลกระทบทางกายภาพเพื่อแปลงปริมาณความดันที่ไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้หรือการกำจัดเชิงกล สำหรับเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์กระบวนการนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโดยตรงในคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเช่นค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นหรือลดลงเมื่อเพิ่มความดันและค่าความจุเปลี่ยนไปกับการเปลี่ยนแปลงระยะห่างของฟิล์ม เซ็นเซอร์เชิงกลส่งข้อมูลความดันผ่านการเปลี่ยนรูปและแปลงเป็นการเคลื่อนที่หรือแรงที่วัดได้

การขยายสัญญาณและการกรอง
เนื่องจากเอาต์พุตสัญญาณดั้งเดิมโดยเซ็นเซอร์มักจะอ่อนแอและมีสัญญาณรบกวนและสัญญาณรบกวนการขยายสัญญาณและการกรองจะต้องดำเนินการ บทบาทของแอมพลิฟายเออร์สัญญาณคือการเพิ่มสัญญาณดั้งเดิมที่อ่อนแอให้เป็นแอมพลิจูดขนาดใหญ่พอเพื่อให้วงจรที่ตามมาสามารถระบุและประมวลผลได้อย่างแม่นยำ การกรองใช้เพื่อลบส่วนประกอบสัญญาณรบกวนความถี่สูงและส่วนประกอบสัญญาณรบกวนในสัญญาณและปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและความเสถียรของสัญญาณ กระบวนการนี้มักจะถูกนำไปใช้โดยใช้วงจรอะนาล็อกเช่นตัวกรองต่ำผ่านตัวกรองแบนด์ผ่าน ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความบริสุทธิ์และความแม่นยำของสัญญาณ

การปรับสภาพสัญญาณและการทำให้เป็นเส้นตรง
แม้ว่าสัญญาณหลังจากการขยายและการกรองนั้นค่อนข้างชัดเจนและมีเสถียรภาพ แต่ก็อาจต้องมีการปรับอากาศและการทำให้เป็นเส้นตรงเพิ่มเติม การปรับอากาศของสัญญาณรวมถึงการปรับชดเชยสัญญาณอัตราขยายเฟสและพารามิเตอร์อื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการติดต่อที่เข้มงวดระหว่างสัญญาณและการเปลี่ยนแปลงความดัน การทำให้เป็นเส้นตรงคือการแก้ไขลักษณะการส่งออกของเซ็นเซอร์ไม่เชิงเส้นบางตัวและผ่านอัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์หรือการออกแบบวงจรความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดีระหว่างสัญญาณเอาท์พุทและการเปลี่ยนแปลงความดันถูกนำเสนอ กระบวนการนี้มีความสำคัญต่อการปรับปรุงความแม่นยำในการวัดและประสิทธิภาพการควบคุมของระบบ

การแปลงดิจิตอล
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีดิจิตอลมากขึ้นเรื่อย ๆ ตัวควบคุมแรงดัน ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ดังนั้นสัญญาณอะนาล็อกจะต้องถูกแปลงแบบดิจิทัลโดยตัวแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADCs) ADC แปลงสัญญาณอะนาล็อกอย่างต่อเนื่องเป็นสัญญาณดิจิตอลแบบไม่ต่อเนื่องซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: การสุ่มตัวอย่างการหาปริมาณและการเข้ารหัส การสุ่มตัวอย่างคือการแยกสัญญาณของสัญญาณอนาล็อกต่อเนื่องในเวลา; ปริมาณคือการแมปของค่าตัวอย่างเป็นจำนวน จำกัด ของค่าที่ไม่ต่อเนื่อง; การเข้ารหัสคือการแปลงค่าเชิงปริมาณเป็นตัวเลขไบนารีหรือรหัสดิจิตอลรูปแบบอื่น ๆ สัญญาณแปลงดิจิทัลมีความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงสูงกว่าและง่ายต่อการประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์

การประมวลผลสัญญาณและการตัดสินใจ
ในโดเมนดิจิตอลตัวควบคุมความดันจะประมวลผลและวิเคราะห์สัญญาณดิจิตอลที่ได้รับเพิ่มเติม กระบวนการนี้อาจรวมถึงเทคโนโลยีการประมวลผลขั้นสูงเช่นสัญญาณ denoising, การสกัดคุณลักษณะและการจดจำรูปแบบ จากผลการประมวลผลคอนโทรลเลอร์จะทำการตัดสินใจควบคุมที่สอดคล้องกันเช่นการปรับการเปิดวาล์วเริ่มต้นหรือหยุดปั๊ม ฯลฯ กระบวนการตัดสินใจอาจเกี่ยวข้องกับอัลกอริทึมการควบคุมที่ซับซ้อนและการตัดสินเชิงตรรกะเพื่อให้แน่ใจว่าระบบสามารถรักษาสถานะการทำงานที่มั่นคงภายใต้สภาพการทำงานต่างๆ

ข้อเสนอแนะและการควบคุมวงปิด
เพื่อให้บรรลุการควบคุมความดันที่แม่นยำตัวควบคุมความดันมักใช้กลยุทธ์การควบคุมวงปิด ซึ่งหมายความว่าคอนโทรลเลอร์จะไม่เพียง แต่ทำการตัดสินใจควบคุมตามสัญญาณความดันปัจจุบัน แต่ยังตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างต่อเนื่องในระบบและปรับเอาต์พุตควบคุมตามสัญญาณตอบรับ ผ่านการตอบรับอย่างต่อเนื่องและกระบวนการปรับระบบระบบสามารถค่อยๆเข้าใกล้และทำให้เสถียรภายในช่วงความดันที่ตั้งไว้ล่วงหน้า กลไกการควบคุมวงปิดนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบควบคุมความดัน