신호변환기(Signal Conditioner)의 설명/기능

신호변환기(Signal Conditioner)의 설명/기능

 

신호변환기의 정의

신호변환기는 한가지 유형의 전자 신호를 또 다른 유형의 신호로 전환하는 장비입니다. 신호처리기, 신호조절기, 시그널 컨디셔너 Signal Conditioner 라고도 불립니다. 주된 용도는 전통적인 장비로는 판독이 까다로운 신호를 좀 더 쉽게 인식할 수 있는 형식으로 전환하는 일입니다. 이러한 전환을 수행할 때 다수의 기능이 작동합니다. 신호변환기의 기능은 다음과 같습니다.:

증폭 Amplification

전압 신호가 증폭되면 신호의 전체적인 강도는 증가합니다. 0-10mV 신호를 0-10V 신호로 전환하는 것이 증폭의 예입니다.

아이솔레이션 Electrical Isolation

아이솔레이션은 입력과 출력 신호 간의 전류 발생 경로를 차단/분리 하는 것을 말합니다. 즉, 입력과 출력 간에 물리적 배선이 존재하지 않습니다. 입력은 보통 이를 광학 또는 자기 신호로 전환하여 출력으로 전달되고 출력 상에서 재구축됩니다. 입력과 출력 간의 전류 발생 경로를 차단하여 입력라인 상에서 원치 않은 신호가 출력을 거쳐가는 것을 방지합니다. 측정이 지면에서 멀리 떨어진 전압 전위와 함께 표면에서 이루어져야 하는 경우 분리가 필요합니다. 분리는 또한 접지 루프를 방지하는데 사용됩니다.

선형화 Linearization

비선형 입력 신호를 선형 출력 신호로 전환합니다. 이는 써모커플(열전대) 신호에서 일반적으로 나타납니다.

냉접점 보상 Cold Junction Compensation

써모커플(열전대 온도센서)에 사용됩니다. 실온 변동fluctuation 에 대하여 써모커플 신호를 보상, 조정 합니다.

여자 (여기) Excitation

다수의 센서들이 작동을 위하여 일정 형태의 자극(여자)을 필요로 합니다. 저항압력센서인 스트레인 게이지와 저항온도센서인 RTD가 대표적인 예입니다.

 

형태에 따른 신호변환기 종류

 

DIN 레일 장착형 신호변환기

이름과 같이 DIN 레일 장착식 신호변환기는 DIN 레일(독일산업규격 산업레일) 브라켓에 장착됩니다. DIN 레일 조절기는 소수 또는 다수의 신호변환기에 견고한 장착 형식을 제공하기 때문에 산업 적용분야에서 매우 보편적으로 사용됩니다.

후면 장착형 신호변환기

특정한 신호변환기는 뒷판(Backplane)에서 장착할 수 있도록 설계되어 있습니다. 후면 장착형 신호변환기는 모든 입력 신호가 단일 공유 커넥터를 통하여 접근 가능하다는 장점을 가집니다. 단일 케이블이 다수의 조절기를 데이터 획득 장비에 연결할 수 있기 때문에 후면 장착형 신호변환기는 종종 데이터 수집 시스템(DAQ)과 함께 사용됩니다.

디지털 신호변환기

디지털 조절기는 최근에 개발된 신호변환기 중 하나입니다. 디지털 신호변환기의 출력은 RS232, RS485 심지어는 이더넷과 같은 디지털 형식으로 전환됩니다. 디지털 신호는 아날로그 신호에 비하여 여러 장점을 가집니다. 전기적 노이즈에 대하여 높은 수준의 면역성을 지니며 더 먼 전송거리를 지원하고 컴퓨터에 손쉽게 연결됩니다. 이더넷 출력의 경우 입력 신호는 설정 시 전체 네트워크 또는 인터넷을 통하여 판독될 수 있습니다.