输入量程为什么只有电压

关于“输入量程为什么只有电压”这个问题，通常出现在传感器、数据采集设备(DAQ)或仪器仪表的配置中。这其实涉及信号采集的基本原理和设计选择，主要原因如下：

1.电压是模拟信号最通用的接口形式

基础物理量：电压是电学中最基础、最直接的测量量之一。电流、电阻、电容、电感等许多电参量最终都可以转化为电压信号进行测量(例如通过欧姆定律 \(V = I \times R\)，电流流过已知电阻产生电压)。

传感器输出：绝大多数物理量传感器(温度、压力、光照、位移、加速度等)的输出信号最终都设计成电压信号(如 0-5V, 0-10V, ±5V)或电流信号(如 4-20mA)。电流信号在长距离传输中抗干扰能力强，但最终在采集端(如PLC、DAQ卡、仪表)通常也需要通过一个精密采样电阻转换为电压信号，才能被内部的模数转换器读取。因此，电压是ADC(模数转换器)的“通用语言”。

2.模数转换器的本质是测量电压

ADC芯片的核心功能就是将输入的模拟电压值转换为数字代码。它的输入引脚设计就是用来接收电压信号的。

无论你要测量的原始信号是什么(温度、压力、速度)，只要它被转换成了电压信号(无论是传感器直接输出，还是通过变送器、信号调理电路转换后输出)，最终都要以电压值的形式提供给ADC。

3.简化接口与通用性

设计一个只接受电压输入的设备接口更简单、成本更低、通用性更强。用户可以通过外部电路(如分流电阻测电流、电桥测电阻/应变)将其他类型的信号标准化为电压信号输入。

如果设备要直接支持多种信号类型(如电压、电流、电阻)，就需要：

内部集成多路开关和不同的前端调理电路(如电流转电压的精密电阻、电阻测量的恒流源/电桥激励源)。

更复杂的量程选择和配置逻辑。

更高的成本和更大的体积。

对于许多基础型、经济型或专注于高密度电压采集的设备，“仅支持电压输入”是一种常见且合理的设计选择。

4.“量程”指的是ADC的输入电压范围

当设备规格书上说“输入量程”时，它指的是ADC能够测量和数字化的电压范围，例如：

±10V

0 ~ +10V

±5V

0 ~ +5V

±1V

0 ~ +2.5V 等

这个量程定义了输入电压的最大值和最小值。超过这个范围可能会导致测量不准确(饱和)甚至损坏设备。

用户的责任：用户需要确保连接到该输入端的信号电压(无论是传感器直接输出，还是经过外部转换后的电压)落在这个规定的电压量程之内。如果传感器输出的是电流(如4-20mA)，用户就需要在输入端并联一个合适的精密电阻(例如250Ω将4-20mA转为1-5V)，并确保转换后的1-5V电压在该通道配置的量程(例如0-10V)范围内。

总结与关键点

核心原因：ADC芯片本身只能测量电压。

通用性：电压是传感器信号和ADC之间的通用接口。

设计简化：仅支持电压输入简化了设备设计，降低了成本。

量程定义：“输入量程”特指设备ADC输入引脚允许的电压范围。

信号转换：测量非电压信号(如电流、电阻)时，用户或外部电路有责任在信号进入设备输入端口之前，将其安全且准确地转换到设备指定的电压量程范围内。

因此，当你看到“输入量程”只有电压选项时，并不意味着你只能测量电压本身。它意味着你需要通过适当的传感器、变送器或外部转换电路，将你想要测量的任何物理量(温度、压力、电流、电阻等)最终转化为一个在设备规定电压量程内的信号，然后输入到这个电压测量端口。