检测系统设计ppt课件.ppt

《检测系统设计ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章检测系统设计第一节概述第二节模拟式传感器信号的检测第三节数字式传感器信号的检测.第一节概述一、检测系统的功用及组成二、机电一体化对检测系统的基本要求三、检测系统设计的任务、方法和步骤.一、检测系统的功用及组成检测系统是机电一体化产品中的一个重要组成部分，用于实现计测功能。机电一体化产品中，传感器用于检测外界环境及自身状态的各种物理量及其变化，并将这些信号转换成电信号，然后再通过相应的预处理(变换、放大、调制与解调、滤波、运算等电路)将有用的信号检测出来，反馈给控制装置或送去显示。传感器及相应的信号检测与处理电

2、路是机电一体化产品中的检测系统。传感器及其检测系统不仅是机电一体化产品必不可少的组成部分，而且已成为机与电有机结合的一个重要纽带。.二、机电一体化对检测系统的基本要求机电一体化对检测系统在性能方面的基本要求：1.精度、灵敏度和分辨率高，线性、稳定性和重复性好；2.抗干扰能力强，静、动态特性好。3.要求检测系统体积小、质量轻、价格便宜、便于安装与维修、耐环境性能好等，并满足机电一体化设计的需要。.三、检测系统设计的任务、方法和步骤检测系统设计的主要任务是：根据使用要求合理选用传感器，并设计或选用相应的信号检测与处理电

3、路以构成检测系统，对检测系统进行分析与调试，使之实现预期的计测功能。检测系统设计的主要方法是实验分析法，即理论分析和计算与实验测试相结合的方法。由于检测传感器物化性能的复现性和复制性，不能保证实际设计出的系统的性能与理论分析和计算结果的一致，且检测系统易受到多种干扰，它很难通过理论分析和计算而预先确定，必须通过实验测试为理论分析提供依据，并对所设计的检测系统进行修正，以满足其性能指标要求。.检测系统设计的步骤(1)设计任务分析(2)系统方案选择(3)系统构成框图设计(4)环节设计与制造(5)总装调试及实验分析(6)

4、系统运行及考核.第二节模拟式传感器信号的检测一、模拟信号检测系统的组成二、基本转换电路三、信号放大电路四、信号调制与解调电路五、滤波器六、运算电路.一、模拟信号检测系统的组成.二、基本转换电路(一)分压电路(二)差动电路(三)非差动桥式电路(四)调频电路(五)脉冲调宽电路.(一)分压电路.(二)差动电路.(三)非差动桥式电路.(四)调频电路与脉冲调宽电路..三、信号放大电路(一)减小噪声和提高稳定性的方法(二)高输入阻抗放大器(三)高共模抑制比放大器(四)参量放大器(五)线性化放大器.(一)减小噪声的方法放大电路中

5、常见的噪声有热噪声、散粒噪声和低频噪声等，对于这些噪声必须采取措施加以抑制，以免有用信号被淹没在噪声中。常用的抑制放大器噪声的措施有：①压缩放大器带宽，滤除通带以外的各种噪声信号。②减小信号源电阻，并尽量使其与放大器的等效噪声电阻相等，以实现噪声阻抗匹配。③选用低噪声放大器件，以减少噪声的产生。④减小接线电缆电容的影响及各种干扰因素的影响。.(一)提高稳定性的方法放大器的稳定性是指其在环境、输入信号或电路中某些参数发生变化时能够稳定工作的能力。提高放大器稳定性的措施有：①采用具有高稳定度的无源元件或引入直流负反馈来

6、稳定静态工作点。②采用集成运算放大器及深度负反馈来稳定放大倍数。③采用电容和电阻进行相位补偿，以消除由寄生电容或其它寄生耦合所引起的自激振荡。④妥善接地与屏蔽，以减小寄生电容、寄生耦合等因素的影响。⑤采取散热与均热措施，以保证温度稳定，减小热漂移。.(二)高输入阻抗放大器.(三)高共模抑制比放大器.(四)参量放大器.(五)线性化放大器.(五)线性化放大器与放大器增益切换.放大器增益切换.四、信号调制与解调电路信号调制的方法有幅值调制、相位调制、频率调制和脉宽调制等。(一)幅值调制与解调(二)相位调制与解调(三)频率

7、调制与解调.(一)幅值调制与解调.1.汽车及工程机械类其转速传感器的结构如图所示，励磁线圈W1和输出线圈W2绕在铁芯1上，十字轮2与被测轴相连，其转速n(r/min)即为被测轴转速。十字轮由铁磁材料制成。(2)给出输出信号e0的频率f与被测轴转速n的关系。(3)当励磁线圈施加电压ei分别是直流和交流时，其输出信号e0的波形有何区别?为什么?(1)请说明该传感器在励磁线圈施加直流电压时的工作原理。解：(1)这是—种电磁感应式转速传感器。当W1中通入直流电流后，铁芯中产生方向固定的磁通Φ；十字轮位置影响Φ的大小。在图示

8、位置磁阻最小，十字轮转450时磁阻最大，因此Φ就会发生变化，W2中感应电动势也会发生变化。被测轴每转一周，输出信号e0会周期性变化四次，有四个峰值。(2)输出电动势的频率f与被测轴转速的关系式为；(3)W1通入交流电压时，e0变为调幅波，当十字轮如图所示位置时输出为波峰，当十字轮转450时输出为波谷；而W1通入直流电压时，e0近似为正弦波。.如图所示的周期性