如何計算線性傳感器的比例和偏移

最常見的輸出信號類型是電壓、電流和頻率，并且經常會出現關于轉換為實際單位的問題。在這個例子中，我將討論從電流到壓力單位或 PSI 的轉換。

在這個例子中，我選擇了一個 3000 PSI 的壓力傳感器，它根據壓力輸出低至 4mA 和高達 20mA 的電流。輸出電流需要轉換為單位，以便我的數據有意義；為此，我將展示如何以 y = mx + b 的形式求解兩個聯立線方程

首先，我使用的是具有差分輸入的設備，這意味著每個輸入都有兩個連接——一個 (+) 和一個 (-)。為了將電流轉換為電壓，在回路中安裝了一個電阻器，以完成傳感器的電流回路 - 請參閱下面的配置以了解信號連接。

圖1：基本電流回路電路

進行數學運算（歐姆定律），電阻將產生 1 到 5 伏之間的值。知道了這一點，我將我的兩個方程設置如下

將方程應用于壓力傳感器范圍的兩端（用 3000 和 0 代替 y 參數）和電壓等效值（用 5 和 1 代替 m 參數），得出：

3000 = 5X + B 和

       0 = 1X + B

使用替換，求解第二個方程中的變量 B：B = –X

將其代入第一個方程：  3000 = 5X + B

產量：  3000 = 5X -X

3000 = 4X

X = 3000/4 或 750（這是縮放參數）

將該答案代入另一個方程：0 = 1X + B

 并求解 B：  B = 0 – 1X

其中 X = 750

B = -1 * 750 或 -750（這是偏移量）

使用一些重新排列以 y=mx+b 或 y = 750x - 750 的形式產生傳遞函數

讓我們測試一下：

給定來自壓力傳感器的 1V、3V 和 5V 伏 (X) 值，我們將這些讀數轉換為壓力 (y)：

在此示例中，縮放和偏移結果彼此相反，但通常情況并非如此。

基本方程是 y = mX + B，其中 X 是縮放比例或乘數，B 是偏移量。使用一些基本的代數，我可以應用相同的設置來計算具有線性輸出的任何線性傳感器或設備的比例和偏移。