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FA-USB高精度频率电流隔离转换器

一、简介：

FA-USB频率电流隔离转换器既可以直接用于工程测量，也可以作为转换单元用于闭环控制。上海擎科仪表电子有限公司,生产的高精度频率电流隔离转换器，兼有USB通讯；广泛用于各类工程测量和控制领域。

FA-USB频率电流隔离转换器输入端与输出端隔离；USB通讯与输入端隔离。USB通讯作为数字接口，可以连续读取测量数据；也可以通过USB接口对转换器的参数进行调整，用来满足各类工程需要。

频率到电流输出的转换原理：

被测信号经过放大整形后通过光耦隔离，送入高性能单片机，单片机将测量结果送入14bit数字电流转换器输出4 to 20mA电流；同时转换器可以通过USB接口与计算机通讯将准确的测量结果送入计算机或类似设备；另外放大整形后的脉冲，以CMOS电平输出；还有一路信号可以直接通过光耦送入单片机。

二、主要特征：

1. 1.  频率输入：0-20kHz内任意分度
   1.         i.     最小分度：0 - 0.66667 Hz
   2.       ii.     最大分度：0 – 20000.0Hz
2. 2.  响应时间：10 to 2000 mS
3. 3.  基本误差：
   1.         i.     频率到数字：（USB）：0.005%
   2.       ii.     频率到电流：0.03%
4. 4.  温度附加误差：
   1.         i.     零位：0.025% /10℃
   2.       ii.     线性：0.025% /10℃
5. 5.  工作电源：10 to 36V,DC
6. 6.  安装方式：35mm道轨
7. 7.  外形尺寸：110×75×50
8. 8.  重    量：160g

数字到电流的转换原理： 

频率到数字采用TM法测频，以及脉冲沿口捕捉的方法，因此测量误差优于0.005%；

数字到电流的转换，采用14bit高精度DAC和高性能的仪用放大器，由于电路采用了集成优化，与转换精度关联的分立器件只有一只电阻，该电阻采用了低温漂系数的精密电阻，保证了转换精度。

三、接线说明：

接线端子说明：

Power：DC 10 to 36V 电源输入插孔，中心接正极；

USB: mini USB接口，与计算机连接（接口芯片CH341）；

+24V-：DC24V直流输出电源的两组输出端，一般用于传感器的馈电（DC 10 to 36V）；

S2：与24V-作为交流信号输入端，频率范围0 to 20kHz，幅值100mV to 15V；

Fo：与24V-作为交流信号的放大整形输出端；

S1：与24V-作为NPN-OC类信号输入端；与+24V-直接连接NPN-OC类速度传感器；

Iout：4 to 20 mA电流输出。

四、参数说明

通过转换器参数设置软件，可以读取或修改内部参数，参数定义如下：

* D参数的小数点位数决定B、C、G、H、I、J参数的小数点位数。

用户参数：用户根据工程需要可以修改；

出厂参数：建议不要修改；当使用温度与出厂温度相差过大，为取得更小的误差，有条件的话，可以现场调整。

1.测量系数

转换器接收脉冲信号，测量系数是脉冲频率与速度关系的导出值。

转换器的测量系数A=1时，测量显示值为被测信号的频率，单位为 1/S,亦即Hz

2.模拟量输出及相关参数

直流电流输出：4.00～20.00mA

电流输出（mA） =（显示值/ 满量程）× 16.00 +4.00

B参数：零位调整值，出厂调试值，用户一般不需调节

  C参数：线性调整值，出厂调试值，用户一般不需调节

D参数：满量程20mA对应的测量值,用户可以根据需要来调整

3.采样时间

转换器采用连续采样的方式，运算采样时间内的平均速度，并在运算结束时输出模拟量。

所谓连续采样，就是在连续的时间上，划分基本等份的时间段，分段运算每个时间段上的平均速度，而且上次采样结束时刻，作为下次采样的开始时刻；这种速度检测的采样方式，就是连续采样。所划分时间段的长度就是采样时间。

4.采样时间和延时倍数的选择：

转换器的采样时间F参数，用户一般可以在(1～ 250) ×10mS之间调节；当被测信号周期大于采样时间时，采样时间将延长到1个被测量的信号周期；比如采样时间为1.00S，被测信号周期为2.5S，这样采样时间将自动延长为2.50S。一般延时倍数不超过5倍；如果在5倍的采样时间内，检测不到一个完整的信号周期，转换器运算结果为“0”。在不同应用场合，有不同的采样时间和延时倍数选择。

在超低速测量时，采样时间延时倍数J根据需要在1～250之间可调，采样时间仍然在0.01 ～ 2.50S之间可调，那么采样时间最多可以延长到250×2.50 = 625S，约10分钟。也就是说在10分钟内有一个完整的信号周期，转换器也能检测。

较短的采样时间适合动态记录，较长的采样时间，适合超低速测量。通常测量时，采样时间F一般选用0.02 to 1.00S，延展倍数J为5。

5.通讯：

USB，115200bps,8,1,NC；（波特率用户可以调整）

J参数的小数点位置代表不同的波特率：

xxxxx.: 4800bps

xxxx.x: 9600bps

xxx.xx: 57600bps

xx.xxx: 115200bps

五、附录：通讯详解

读参数查询帧：

读参数响应帧：

读测量值查询帧：

读测量值响应帧：

改写参数查询帧：

改写参数响应帧：(成功)

A～J参数的结构： 

低字节、中字节、高字节、小数点位数