常用调理电路ppt课件.ppt

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1、传感器技术基础BasicKnowledgeofSensorTechnology2021/7/291传感器技术基础绪论传感器技术基础2021/7/292传感器的组成及分类传感器的基本特性常用信号调理电路传感器技术基础2021/7/293传感器调理与处理显示或控制装置被测信号电信号信号调理的目的是便于信号的传输与处理。信号调理电路的功能：电压、电流调幅。构成测量电路，实现补偿、调零等功能。调制与解调、滤波及线性化处理。信号调理电路2021/7/294常用信号调理电路测量电桥信号放大电路信号转换电路滤波电

2、路调制与解调2021/7/295测量电桥电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换为电压或电流输出的一种测量电路，也是最常见的信号调理电路之一。abcdZ1Z2Z3Z4UIUo电桥的结构：四个桥臂中有一个或多个桥臂是传感器的敏感元件，其它为使电桥平衡而选择的固定阻抗元件。2021/7/296电桥的分类按电桥的激励电源分类：直流电桥：只能用来测量电阻变化。又分为恒压源电桥和恒流源电桥。交流电桥：可用来测量电阻、电感、电容变化。交流电桥功能上相当于调幅器，输出为调幅波。测量电桥2021/7/297平衡式电

3、桥：也叫零位法测量电桥，通过自动调整桥臂的阻抗值，使电桥始终处于平衡状态。调整的阻抗值反映了被测量的变化情况。按电桥的工作状态分类：所谓电桥的平衡，是指电桥的输出电压为零的状态。电桥平衡条件：相对臂阻抗乘积相等。特点：测量精度取决于调整阻抗，因此精度不高；对电源的稳定性要求不高。电桥的分类HR1R2R3R4EG直流平衡电桥R5测量电桥2021/7/298abcdZ1Z2Z3Z4UIUo按电桥的工作状态分类：不平衡式电桥：也叫偏差法测量电桥，指电桥的初始状态是平衡状态，当电桥的工作臂阻抗变化时，电桥失

4、衡，输出电压不为零，输出电压反映了被测量的变化。特点：输出信号能量小，易受干扰，需进行相应的补偿，如温度补偿；对电源的稳定性要求很高。电桥的分类测量电桥2021/7/299电桥的分类按工作状态（工作桥臂的个数）分类：单臂电桥：其中一个桥臂阻抗感受被测量。半桥：有两个桥臂阻抗感受被测量。接桥原则：变化方向相反接相邻臂；变化方向相同接相对臂。全桥：四个桥臂阻抗都感受被测量。接桥原则同上。测量电桥2021/7/2910电桥的特点电桥输出特性：电桥放大器、解调电路ΔR/ΔL/ΔCU(u)/I(i)指示仪表能

5、测量出微弱的阻抗变化量。可以通过采用对称差动式传感器结构组成差动半桥或全桥，来实现非线性误差的补偿，并提高电桥输出的灵敏度。能把电阻、电容、电感等电抗参数的变化，变换成电压或电流的变化。测量电桥2021/7/2911直流电桥直流电桥的激励电源为直流电源，四个桥臂均为电阻，用于测量电阻、电阻率的变化。直流不平衡电桥的工作原理电桥平衡条件：相对臂电阻乘积相等。输出特性：abcdR1R2R3R4I1I2EUo直流电桥测量电桥2021/7/2912直流电桥直流不平衡电桥的工作原理abcdR1R2R3R4I1

6、I2EUo直流电桥与电桥的供电电源电压E成正比，故对电源稳定性要求很高。与桥臂电阻的阻值比有关。设R2/R1=n，则：与电桥的工作臂的个数有关。工作桥臂数目越多，输出灵敏度越大。输出电压灵敏度：测量电桥2021/7/2913直流电桥电桥连接方式直流电桥的连接方式有单臂半桥、双臂半桥和全桥式。通常为全等臂电桥，即n=1。abcdR1+ΔRR2R3R4I1I2EUo单臂电桥相对灵敏度S1为：单臂半桥输出电压：测量电桥2021/7/2914直流电桥电桥连接方式双臂半桥输出电压：相对灵敏度S2为：全桥输出电

7、压：相对灵敏度S2为：abcdR1+ΔRR3R4I1I2EUo双臂半桥R2-ΔRabcdR1+ΔRI1I2EUo全桥R2-ΔRR3+ΔRR4-ΔR测量电桥2021/7/2915交流电桥直流电桥的激励电源为交流电源，四个桥臂均为阻抗，可用于测量电阻、电容和电感的变化。abcdZ1Z2Z3Z4UIUo~交流电桥的平衡条件：相对臂阻抗乘积相等交流电桥功能上相当于调幅器，输出为调幅波。其后续测量电路应进行解调。测量电桥2021/7/2916交流电桥交流电桥使用时的注意事项交流电桥的平衡由两个条件决定，供桥电

8、源的稳定性将影响平衡调节，因此对交流电桥的供桥电源要求较高。电桥的供桥电源一般采用频率范围5～10kHz的音频交流电源。测量电桥2021/7/2917放大电路应具有的功能：足够的放大倍数高输入阻抗，低输出阻抗高共模抑制能力低温漂、低噪声、低失调电压和电流信号放大电路主要介绍：典型放大电路电荷放大电路仪表放大电路程控增益放大电路2021/7/2918典型放大电路分为直流放大电路和交流放大电路，包括反相放大电路、同相放大电路和差动放大电路，均由集成运算放大器构成。直流放大