差分测量技术


什么是差分测量技术?

单端测量技术通过含有唯一绝对值的单一信号进行数据传输,而差分测量技术则通过两个信号进行数据传输:待传输值(信号输出)与该两个信号的电位差相对应。单端技术是差分测量技术的对立面,该技术仅涉及单一信号的传输,通常根据地线电压确定信号的绝对值。

差分测量技术有哪些优缺点?

与单端技术相比,差分测量技术的主要优势是不易受干扰变量的影响。差分传输过程中,两个独立信号受干扰变量影响的程度相当,根据干扰的强弱,每个独立信号都可能会生成一个失真绝对值。然而,如上文所述,两个失真信号之间的电位差与待传输信号(信号输出)相对应,在两个信号的失真程度相当的情况下,待传输信号本身不会受到影响。如下图所示。

该信号传输类型的缺点是需要更大的技术投入:所有测量组件均必须专为该技术设计。

采用压电式传感器的差分测量链需要哪些组件?

差分测量链由差分传感器技术、合适的电缆解决方案和差分电荷放大器构成。测量时,压电式传感器生成与待测量物理变量相对应的电荷信号。此时,同等数量的正负电荷可始终在传感器的压电材料上完成极化。

用户可利用差分压电式传感器捕获正负电荷信号,并将该等信号传输至差分电荷放大器;差分电荷放大器计算信号间的电位差,并将之转换为可进行进一步处理的信号(电压、电流、IEPE等)。

差分测量技术的典型应用领域有哪些?

差分测量技术主要应用于对测量质量具有严苛要求的领域,该等领域通常会对测量数据可靠性和信号分辨率提出极高的要求;此外,差分测量技术也适用于强电磁干扰环境下的测量。典型的应用领域包括热声学测量(如燃气涡轮发动机监测)或工业燃烧器的声学测温法优化等。

A measuring chain as an example of differential measurement technology: the signal to be transmitted is precise and distortion-free.
A measuring chain as an example of differential measurement technology: the difference between the two signals, which are falsified by disturbance variables, corresponds to the signal to be transmitted (signal out). This signal is not influenced by disturbance variables, so it is precise and distortion-free.

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