傳感器與檢測(cè)技術(shù)(第3版)[謝志萍]06

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),傳感器與檢測(cè)技術(shù),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第,6,章傳感器與,檢,檢測(cè)系統(tǒng),的,的信號(hào)處,理,理技術(shù),電子工業(yè),出,出版社,6.1,電橋電路,6.1.1,直流電橋,6.1,電橋電路,6.1,電橋電路,1,單,單,臂,臂,工,工,作,作,電,電,橋,橋,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,2,等,等,臂,臂,雙,雙,臂,臂,工,工,作,作,電,電,橋,橋,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,3,等,等,臂,臂,全,全,橋,橋,工,工,作,作,電,電,橋,

2、橋,根,據(jù),據(jù),電,電,橋,橋,的,的,加,加,減,減,速,速,特,特,性,性,可,可,知,知,，,，,組,組,成,成,等,等,臂,臂,全,全,橋,橋,測(cè),測(cè),量,量,電,電,路,路,，,，,靈,靈,敏,敏,度,度,最,最,高,高,，,，,輸,輸,出,出,電,電,壓,壓,最,最,大,大,。,。,直,流,流,電,電,橋,橋,后,后,續(xù),續(xù),的,的,放,放,大,大,電,電,路,路,可,可,采,采,用,用,差,差,動(dòng),動(dòng),輸,輸,入,入,的,的,運(yùn),運(yùn),算,算,放,放,大,大,器,器,，,，,對(duì),對(duì),精,精,度,度,要,要,求,求,高,高,的,的,可,可,選,選,用,用,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,

3、大,器,器,，,，,具,具,體,體,可,可,參,參,照,照,6.2.2,節(jié),。,。,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,例,6.1,采,用,用,阻,阻,值,值,350,、,靈,靈,敏,敏,度,度,系,系,數(shù),數(shù),K,=2.0,的,金,金,屬,屬,電,電,阻,阻,應(yīng),應(yīng),變,變,片,片,和,和,阻,阻,值,值,為,為,350,的,固,固,定,定,電,電,阻,阻,組,組,成,成,電,電,橋,橋,供,供,橋,橋,電,電,壓,壓,為,為,8V,，,并,并,假,假,定,定,負(fù),負(fù),載,載,電,電,阻,阻,無,無,窮,窮,大,大,。,。,當(dāng),當(dāng),應(yīng),應(yīng),變,變,片,片,上,上,的,的,應(yīng),應(yīng),變,變,為,

4、為,1000,時(shí),，,，,試,試,求,求,單,單,臂,臂,工,工,作,作,電,電,橋,橋,、,、,雙,雙,臂,臂,工,工,作,作,電,電,橋,橋,及,及,全,全,橋,橋,工,工,作,作,時(shí),時(shí),的,的,輸,輸,出,出,電,電,壓,壓,。,。,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,6.1.2,交,流,流,電,電,橋,橋,1,交,交,流,流,電,電,橋,橋,的,的,平,平,衡,衡,條,條,件,件,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,2,電,電,阻,阻,交,交,流,流,電,電,橋,橋,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,3,電,電,感,感,電,電,橋,橋,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,4,電,電

5、,容,容,電,電,橋,橋,6.1,電,橋,橋,電,電,路,路,5,變,變,壓,壓,器,器,電,電,橋,橋,電,電,路,路,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,6.2.1,運(yùn),算,算,放,放,大,大,器,器,1,反,反,相,相,放,放,大,大,器,器,2,同,同,相,相,放,放,大,大,器,器,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,6.2.2,測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,1,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,的,的,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),與,與,特,特,性,性,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離

6、,2,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,集,集,成,成,電,電,路,路,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,3,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,的,的,使,使,用,用,（1,）,）,差,差,動(dòng),動(dòng),輸,輸,入,入,端,端,的,的,連,連,接,接,。,。,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,（2,）,）,護(hù),護(hù),衛(wèi),衛(wèi),（,（Guard,）,）,端,端,的,的,連,連,接,接,。,。,當(dāng),測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,通,通,過,過,電,電,纜,纜,與,與,信,信,號(hào),號(hào),源,源,連,連,接,接,時(shí),時(shí),，,

7、，,電,電,纜,纜,的,的,屏,屏,蔽,蔽,層,層,應(yīng),應(yīng),連,連,接,接,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,的,的,護(hù),護(hù),衛(wèi),衛(wèi),端,端,。,。,如,如,果,果,電,電,纜,纜,的,的,屏,屏,蔽,蔽,層,層,不,不,接,接,護(hù),護(hù),衛(wèi),衛(wèi),端,端,而,而,接,接,地,地,，,，,如,如,圖,圖,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,（,3,）,R,端,、,、,S,端,的,的,連,連,接,接,。,。,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,通,通,常,常,設(shè),設(shè),有,有,R,端,和,和,S,端,，,，,如,如,圖,圖,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,

8、大,大,與,與,隔,隔,離,離,AD612,與,與,測(cè),測(cè),量,量,電,電,橋,橋,連,連,接,接,如,如,圖,圖,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,6.2.3,程,控,控,測(cè),測(cè),量,量,放,放,大,大,器,器,PGA,1,浮,浮,點(diǎn),點(diǎn),放,放,大,大,器,器,型,型,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,2,增,增,益,益,電,電,阻,阻,切,切,換,換,型,型,這,種,種,放,放,大,大,器,器,是,是,采,采,用,用,可,可,編,編,程,程,控,控,制,制,的,的,多,多,路,路,開,開,關(guān),關(guān),來,來,切,切,換,換,

9、放,放,大,大,器,器,中,中,決,決,定,定,增,增,益,益,的,的,電,電,阻,阻,，,，,以,以,此,此,改,改,變,變,放,放,大,大,器,器,的,的,增,增,益,益,。,。,6.2,信,號(hào),號(hào),的,的,放,放,大,大,與,與,隔,隔,離,離,6.2.4,隔,離,離,放,放,大,大,器,器,在,自,自,動(dòng),動(dòng),檢,檢,測(cè),測(cè),系,系,統(tǒng),統(tǒng),中,中,，,，,人,人,們,們,希,希,望,望,在,在,輸,輸,入,入,通,通,道,道,中,中,把,把,工,工,業(yè),業(yè),現(xiàn),現(xiàn),場(chǎng),場(chǎng),傳,傳,感,感,器,器,輸,輸,出,出,的,的,模,模,擬,擬,信,信,號(hào),號(hào),與,與,檢,檢,測(cè),測(cè),系,系,

10、統(tǒng),統(tǒng),的,的,后,后,續(xù),續(xù),電,電,路,路,隔,隔,離,離,開,開,來,來,，,，,即,即,無,無,電,電,的,的,聯(lián),聯(lián),系,系,，,，,這,這,樣,樣,可,可,以,以,避,避,免,免,工,工,業(yè),業(yè),現(xiàn),現(xiàn),場(chǎng),場(chǎng),送,送,出,出,的,的,模,模,擬,擬,信,信,號(hào),號(hào),帶,帶,來,來,的,的,共,共,模,模,電,電,壓,壓,及,及,各,各,種,種,干,干,擾,擾,對(duì),對(duì),系,系,統(tǒng),統(tǒng),的,的,影,影,響,響,。,。,解,解,決,決,模,模,擬,擬,信,信,號(hào),號(hào),的,的,隔,隔,離,離,問,問,題,題,要,要,比,比,解,解,決,決,數(shù),數(shù),字,字,信,信,號(hào),號(hào),的,的,隔,隔,

11、離,離,問,問,題,題,困,困,難,難,得,得,多,多,。,。,目,目,前,前,，,，,對(duì),對(duì),于,于,模,模,擬,擬,信,信,號(hào),號(hào),的,的,隔,隔,離,離,廣,廣,泛,泛,采,采,用,用,隔,隔,離,離,放,放,大,大,器,器,。,。,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,1,AD277,型雙隔離式,放,放大器,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,AD277,構(gòu),構(gòu)成的同相,比,比例放大器,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,2,AD210,型三隔離式,放,放大器,6.3,信號(hào)的變換,6.3.1,電壓與電流,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換,1,電壓轉(zhuǎn)換,為,為電流（,V/I,轉(zhuǎn)換器）,若要求,V,imax,30mV,，可在,

12、14,、,15,腳間跨接以,下,下電阻：,若要求,30mV,V,imax,60mV,，可在,15,、,16,腳間跨接以,下,下電阻：,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,下圖,是微機(jī)皮帶,秤,秤的信號(hào)變,送,送與轉(zhuǎn)換電,路,路圖，圖中,左,左下角,R,01,R,04,為電阻應(yīng)變,式,式稱重傳感,器,器連接成的,電,電橋，電橋,電,電源電壓,U,24,由基準(zhǔn)電壓,源,源和輔助放,大,大器提供，,U,24,為：,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,2,電流轉(zhuǎn)換,為,為電壓（,I/V,轉(zhuǎn)換器）,當(dāng)變送器的,輸,輸出信號(hào)為,電,電流信號(hào)時(shí),，,，要轉(zhuǎn)化成,電,電壓信號(hào)，,需,需經(jīng),I/V,轉(zhuǎn)換。最簡(jiǎn),單,單的

13、,I/V,轉(zhuǎn)換可以利,用,用一個(gè),500,的精密電阻,，,，將,0,10mA,的電流信號(hào),轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換為,0,5V,的電壓信號(hào),。,。,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,6.3.2,電壓與頻率,的,的相互轉(zhuǎn)換,LM31系,列,列用做V/F轉(zhuǎn)換時(shí)的,簡(jiǎn),簡(jiǎn)化功能框,圖,圖如圖,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,當(dāng)開關(guān),K,斷開后，,C,L,通過,R,L,放電，使,V,C,下降。當(dāng)放,電,電過程持續(xù),T,1,時(shí)間，,V,C,下降到小于,V,i,時(shí)，輸入比,較,較器再次啟,動(dòng),動(dòng)單脈沖定,時(shí),時(shí)器又產(chǎn)生,一,一個(gè)寬,t,os,的脈沖，開,關(guān),關(guān),K,再次閉合，,C,L,再次充電，,如,如此循環(huán)，,3,腳輸入

14、脈寬,為,為,t,os,，周期為,T,的方波。頻,率,率,f,out,的大小為：,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,LM331,用,用作V/F,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換,6.2,信號(hào)的放大,與,與隔離,所示是由,LM331,構(gòu)成的,F/V,轉(zhuǎn)換電路，,輸,輸入頻率,f,IN,脈沖的每個(gè),下,下降沿引起,輸,輸入比較器,觸,觸發(fā)單脈沖,定,定時(shí)電路，,產(chǎn),產(chǎn)生一個(gè)固,定,定寬度為,t,os,的脈沖，在,t,os,期間，電流,源,源,I,s,在,R,L,上產(chǎn)生電壓,，,，在無,C,L,情況下，,R,L,輸出電壓的,幅,幅度為,I,R,L,，寬度為,t,os,，周期為,T,的方波，,C,L,濾去此方波,的,的高頻分量,，,，保留其直,流,流分量即方,波,波的平均值,輸,輸送出來，,輸,輸出電壓為,：,：,