传感器与计算机的接口知识模块简析

一、接口的作用

机电一体化系统和设备由众多不同类型的元器件和部件组成。这些元器件和部件有机械类的、电器类的、控制类的和计算机类的，它们之间需要用接口连接，才能形成一个有完整功能的控制整体。接口的选择、接口性能的好坏以及它的使用可靠性对系统的性能有着很大的影响。

二、机电一体化系统中接口的种类

由于机电一体化系统和设备中的元器件不仅有机械类的、电器类的、控制类的和计算机类的，而且机械类中还有气动和液动两种类型，控制元器件还有光、超声、同位素等，接口的类型繁多。

机电一体化系统中，不同类型元器件间常用的接口类型如下：

（1）电子—电气接口，如功率放大器等。

（2）电气—液气接口，如各类阀、电液脉冲电动机等。

（3）液—电接口，如压力、流量、温度传感器等。

（4）机械—电气接口，如力、位移、速度、加速度传感器等。

（5）模拟量—数字量相互转换接口，如（A／D）模数转换器和（D／A）数模转换器等。

（6）软件接口，如软件连接用的子程序等。

目前，接口技术已成为机电一体化领域的一个重要技术，特别是在先进的计算机控制系统中，接口功能的优劣将直接影响系统的性能。

三、对传感器接口电路的要求

一般来说，对传感器接口电路有以下要求：(www.xing528.com)

（1）尽可能提高包括传感器和接口电路在内的整体效率。

（2）具有一定的信号处理能力。

（3）提供传感器所需的驱动电源（信号）。

（4）具有尽可能完善的抗干扰和抗高压冲击保护机制。

四、传感器与计算机的接口

在传感器的使用中，有相当一部分测量值要用计算机进行处理，因而在确定检测系统和搭接测量线路时，还需考虑到输入计算机的信息必须是能被接收、处理的数字量信号。根据传感器输出信号的不同，通常有以下3种相应的接口方式。

（1）模拟量接口方式：传感器输出信号→放大→取样／保持→模拟多路开关→A／D转换→I／O接口→计算机。

（2）开关量接口方式：开关型传感器输出（逻辑1或0）信号→缓冲器→计算机。

（3）数字量接口方式：数字式传感器输出数字信号（二进制代码、BCD码及脉冲序列等）→计数器→缓冲器→计算机。

根据模拟量转换输入的精度、速度与通道等因素要求，又有四种转换输入方式，如表3-2所示。在这四种方式中，其基本的组成元件是相同的。

表3-2　模拟量转换输入方式

续表