精密仪器设计-精密电路设计

合集下载

测控技术与仪器专业课程有哪些

测控技术与仪器专业课程有哪些测控技术与仪器专业主要课程电工学、电子技术基础、传感器原理及应用、微机原理及应用、控制工程基础、信号与测试系统、智能机械设计、数字化测控技术、精密仪器设计、测控电路设计、智能仪器设计、微机电系统。

测控技术与仪器专业简介测控技术与仪器专业培养德、智、体全面发展，具备测控技术、测控仪器与系统方面的基础知识与应用能力，具有扎实的理论基础和良好的业务素质，能够在国民经济各部门从事测量与控制领域的科技开发、仪器与系统的设计制造、应用研究、运行管理和经营销售等方面的高级工程技术人才。

测控技术与仪器专业培养目标培养目标本专业培养掌握测量与控制理论知识，具备现代测控系统设计制造及应用能力，能在国防及国民经济各部门从事现代测控系统设计制造、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。

培养要求毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;4. 具有较强的外语应用能力;5. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

测控技术与仪器专业就业方向就业方向：从事仪器仪表的软硬件研发、测试及仪表自动控制等智能仪器仪表方向工作;从事研发、设计及维护计量、测试检测和品质检验系统等测试计量技术与仪器方向工作;从事主要研究和设计机器视觉技术等相关的计算机测控技术方向工作。

测控技术与仪器专业就业前景本专业毕业生理论基础扎实，专业知识面宽广，适应性强，就业选择余地大，除继续深造者外，大部分被电子信息、通讯、航空航天、仪器仪表等行业的研究院所、三资企业、公司和大型国有企业录用，毕业生深受广大用人单位欢迎。

TI运算放大器仪表放大器电路设计说明书

1ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路Analog Engineer's Circuit:AmplifiersZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计目标输入V idiff (V i2-V i1)共模电压输出电源V i diff Min V i diff Max V cm V oMin V oMax V cc V ee V ref -0.5V+0.5V±7V–5V+5V+15V–15V0V设计说明此设计使用3个运算放大器构建分立式仪表放大器。

电路将差动信号转换为单端输出信号。

仪表放大器能否以线性模式运行取决于其构建块（即运算放大器）能否以线性模式运行。

当输入和输出信号分别处于器件的输入共模和输出摆幅范围内时，运算放大器以线性模式运行。

这些范围取决于用于为运算放大器供电的电源电压。

设计说明1.使用精密电阻器实现高直流CMRR 性能2.R 10设置电路的增益。

3.向输出级添加隔离电阻器以驱动大电容负载。

4.高电阻值电阻器可能会减小电路的相位裕度并在电路中产生额外的噪声。

5.能否以线性模式运行取决于所使用的分立式运算放大器的输入共模和输出摆幅范围。

线性输出摆幅范围在运算放大器数据表中A OL 测试条件下指定。

2ZHCA850–December 2018三级运算放大器仪表放大器电路设计步骤1.此电路的传递函数：2.选择反馈环路电阻器R 5和R 6：3.选择R 1、R 2、R 3和R 4。

要将Vref 增益设置为1V/V 并避免降低仪表放大器的CMRR ，R 4/R 3和R 2/R 1的比值必须相等。

4.计算R 10以实现所需的增益：(1)5.要检查共模电压范围，请从参考文献[5]中下载并安装程序。

通过为内部放大器具有所选放大器（在本例中为TLV172）所定义的共模范围、输出摆幅和电源电压范围的三级运算放大器INA 添加代码，对安装目录中的INA_Data.txt 文件进行编辑。

精密仪器专业本科课程设置

精密仪器专业本科课程设置1. 引言精密仪器专业是一门涉及物理、电子、机械和计算机等多学科交叉的学科，旨在培养具备精密仪器设计、制造和测试的能力的专业人才。

本文档旨在介绍精密仪器专业本科课程设置，以期为学生提供全面而深入的知识体系。

2. 专业基础课程2.1 电路基础 - 电路分析基础 - 信号与系统 - 电路设计与实践2.2 机械基础 - 工程力学 - 机械设计基础 - 自动控制理论2.3 物理基础 - 应用物理学 - 固体物理学 - 热学与热力学2.4 数学基础 - 数学分析 - 高等代数 - 概率统计3. 精密仪器专业核心课程3.1 光电子技术 - 光学设计与制造 - 光电子技术基础 - 光电子测量与仪器3.2 仪器仪表与测量技术 - 仪器测量与仪器分析 - 仪器设计与工程 - 传感器与检测技术3.3 精密机械设计与制造 - 精密机械设计基础 - 精密装配与调试 - 精密力学与振动3.4 控制与自动化技术 - 自动控制原理 - 控制系统设计与仿真 - 精密机电控制技术4. 选修课程4.1 先进测量技术 - 先进光学测量技术 - 先进电子测量技术 - 先进材料测量技术4.2 精密仪器仿真与优化 - 仿真技术基础 - 仪器优化设计方法 - 精密仪器仿真与验证4.3 精密制造技术 - 精密制造工艺与装备 - 精密加工与表面工程 - 特种材料与精密制造5. 实践教学为了提高学生的动手实践能力，本专业设有实践教学环节，包括实验课、实习和毕业设计等。

通过实践教学，学生能够将所学知识应用于实际项目中，培养解决问题的能力和团队合作精神。

6. 结语精密仪器专业本科课程设置旨在为学生提供系统而全面的精密仪器知识和技能培养，使他们能够胜任相关领域的工作。

通过本文档的介绍，希望学生能够对专业课程有更清晰的了解，并能够根据个人兴趣和发展方向做出合理的选课和学习计划。

高精度智能电阻测量仪课程设计

电子线路课程设计报告设计课题：高精度智能电阻测量设计时间：2015年3月9日—2015年5月15日高精度智能电阻测量仪一．设计任务与设计指标要求设计说明：电阻是常用的电子元件，某些材料的直流电阻需要精确的测量。

利用欧姆定律设计一台电阻测量仪，显示被测量材料的直流电阻阻值。

基本部分1、测量电阻范围：2～20欧姆，20～200欧姆，200～2K，2K～20K，用按钮切换量程。

2、测量精度：1%3、要求测量结果显示稳定3位有效数字（可用数字万用表的电压档当作显示终端）发挥部分1、测量电阻范围：可测量最小1欧姆的电阻2、测量精度：0.5%3、要求测量结果显示稳定4位有效数字二．元器件清单元件类型型号主要参数数量备注基准稳压源TL431稳压值Uz=2.5V1个负载电流1—100mA集成运放LM358单电源（3—30V）1个偏置电流为45nA 限流电阻R12KΩ1个滑线变阻器1R2最大阻值为50KΩ1个滑线变阻器2R3最大阻值为10KΩ1个滑线变阻器3R4最大阻值为500Ω1个滑线变阻器4R5最大阻值为100Ω1个滑线变阻器5R6最大阻值为1KΩ1个定值电阻R7、R8470KΩ2个定值电阻R9—R12510Ω4个定值电组R13—R191KΩ7个电容C1、C20.1uF2个PNP三极管85501个用于恒流源NPN三极管80504个做驱动A/D转换芯片MC14433电源电压为±4.8V—±8V1片基准源MC1403输出电压值：2.475V～2.525V1片译码驱动器HEF4511BP 电源电压范围：5—15V1片译码驱动四位一体共阴数码管ARKSR420561N1个拨码开关S1—S44个导线电路板三．系统总体框图我们所设计的智能电阻测量仪主要由四个部分组成：集成运放芯片LM358及可控精密稳压源TL431构成了恒流源部分，高精度A/D转换芯片MC14433及基准电压源MC1403构成了电压采样转换部分，译码驱动器CD4511及以四个三极管组成的位驱动阵列形成了译码驱动部分，四位一体共阴数码管构成了显示部分。

上海交通大学电子信息与电气工学学院本科生课表(全部专业)

纳米材料与器件
先进微纳加工技术
MEMS技术导论
光电原理与传感器应用
自动化
自动化专业教育课程
基础类
必修课
程序设计思想与方法
线性代数B
高等数学A1·
离散数学
C++程序设计A
高等数学A2
概率统计
大学物理A1
基本电路理论
数字电子技术
数理方法
大学物理A2
嵌入式系统原理与实验A
模拟电子技术
选修课
信号与系统B
模式识别导论
信息安全的数学基础1
数据库原理
计算机组成与系统结构
信息安全的数学基础2
编译原理C
信息论与编码
数字系统设计
数字信号处理E
计算机通讯网络A
操作系统B
嵌入式系统原理与应用
Windows安全原理与技术
Internet安全协议与分析
现代密码学
选修课
通信原理B
计算机病毒原理
路由器原理及协议
数据挖掘
移动通信B
数据通信B
计算机网络A
JAVA语言
操作系统A
线性规划与非线性规划
金融建模及R软件实例分析
数据库原理与应用
传感器网络
电机学
数字信号处理B
电气工程基础2
电力系统继电保护
电力系统自动化
电机控制技术
电气与电子测量技术
电力系统暂态分析
选修课
计算机通讯与网络
数据库C
软件工程C
DSP实践
可编程控制器原理及应用
电磁场数值计算
微机控制技术
电网数字化保护控制技术及应用
现代电气技术讲座
电力系统计算机分析

高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计

高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计罗亮;胡佳成;王婵媛;刘泽国【摘要】In order to solve the problem that the output power and wavelength of semiconductor laser light source was easily influenced by drive current and working temperature in Brillouin optical fiber sensing system, high-precision constant current drive and temperature control circuit were designed.Deep negative feedback integrated circuit was used to control the laser drive current precisely.Integrated temperature control chip MAX1978 was adopted to control the working current of semiconductor coolers and achieve the accurate controlment of laser working temperature.The results show that the design achieves the adjustment of drive current from 0mA~100mA.The maximum relative error of current control is 0.06%, current stability is 0.02% and the maximum error of temperature control is 0.03℃.Under the condition of temperature control, the stability of optical power is 0.5%, and the largest drift is0.005dBm.The design can achieve the effective control of current and temperature and ensure the stability of output light.%为了解决布里渊光纤传感系统中半导体激光器光源输出功率和波长易受驱动电流和温度影响的问题,设计了一种高精度恒流驱动和温控电路.该电路利用深度负反馈积分电路对激光器驱动电流进行精密的恒流控制,同时采用集成温度控制芯片MAX1978控制半导体制冷片的工作电流,实现对激光器工作温度的精确控制.结果表明,本设计实现了驱动电流0mA~100mA可调,电流控制最大相对误差为0.06%,电流稳定度为0.02%,温度控制最大误差为0.03℃,在温控的条件下,光功率稳定性达到0.5%,最大漂移量为0.005dBm.该设计实现了对电流和温度的有效控制,保证了输出光的稳定性.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】5页(P200-204)【关键词】激光技术;半导体激光器;恒流驱动;温控电路;布里渊传感【作者】罗亮;胡佳成;王婵媛;刘泽国【作者单位】中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018;中国计量大学计量测试工程学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TN86;TP273布里渊分布式光纤传感因能同时远距离传感温度和应变，被广泛应用在天然气和石油管道、远距离电力传输线路检测、矿井安全和边境安全监控等领域[1-3]，具有广阔的发展空间。

仪器仪表电路课程设计

仪器仪表电路课程设计⽬录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计要求 (2)2 ⽅案确定 (3)2.1 ⽅案⼀ (3)2.2 ⽅案⼆ (4)3 ⽅案设计及其仿真 (5)3.1 震荡电路的设计 (5)3.2 数据放⼤器 (7)3.3 正弦波转换为⽅波电路 (9)3.4 移相器电路 (10)3.5 开关式相敏检波电路 (12)3.6 低通滤波器电路 (14)3.7 可调直流放⼤电路 (15)3.8 总电路图及其仿真 (16)4 误差分析 (18)4.1 设计中存在的误差 (18)4.2 针对误差采取的措施 (18)5 元件清单 (19)6 ⼩结体会 (20)参考⽂献 (20)附录电路原理图第⼀章绪论1.1 概述我们⽣活在⼀个充满着信息的时代，在⼯业和科技领域信息主要是通过测量获得，在现代⽣产中，物质和能量在信息流指挥和控制下运动。

在我们的⽇常⽣活中，测控技术扮演着⾮常重要的⾓⾊。

测控系统主要是传感器，测量放⼤电路和执⾏机构三个部分组成，⽽在测控系统中测量变换电路是最灵活的部分。

它的选取往往改变了整个系统性能的优劣。

所以，学习并领悟测控电路就显得⼗分重要了，《仪器仪表电路》是我们测控技术与仪器专业的⼀门专业技能课，能够运⽤基本测控电路知识解决⽇常⽣活中的⽅⽅⾯⾯问题也应该是本专业学⽣的基本素质，也鉴于这些要求，做⼀些关于测控⽅⾯的课程设计就会让我们加深对技术的理解和运⽤，也正是因为对⼀些实际问题的研究，才能使我们能够对所学知识有了更深的理解与认识。

1.2 设计任务初始条件：某差动变压器传感器⽤于测量位移，当所测位移在0 —20mm范围时（铁芯由中间平衡位置往上为正，往下为负），其输出的信号为正弦信号0—40mVP-P （如图所⽰），要求将信号处理为与位移对应的0--2V 直流信号，以便供三位半数显表头显⽰。

图1.1 差动变压器5 KHz 正弦交流驱动信号长线输出正弦 0-40mVP-P0--铁芯○○○○1.3设计要求传感器在测量现场，（1）⽤长线将信号引出到信号处理单元，因此要考虑抑制共模信号；（2）由于测量现场⼯况复杂且传感器输出信号由长线引出到后续处理电路，要考虑抑制⼲扰信号；（3）由于两次级线圈⼏何、电、磁等因素的不对称，即使铁芯处于中间位置，也得不到零输出，总存在驱动信号的正交输出或⾼频输出，在电路上还要考虑抑制差动变压器的这⼀所谓零点残余电压。

高精度自动化测量仪器的设计与实现

高精度自动化测量仪器的设计与实现在当今科技飞速发展的时代，高精度自动化测量仪器在各个领域中发挥着至关重要的作用。

从工业生产中的质量控制，到科学研究中的数据采集，再到航空航天等高端领域的精密测量，都离不开高精度自动化测量仪器的支持。

本文将详细探讨高精度自动化测量仪器的设计与实现。

一、高精度自动化测量仪器的需求分析在设计高精度自动化测量仪器之前，首先需要对其应用场景和需求进行深入分析。

不同的领域和任务对测量仪器的精度、速度、量程、稳定性等方面都有着不同的要求。

例如，在工业生产中，对于零部件的尺寸测量，可能需要达到微米级甚至纳米级的精度，同时能够快速完成大量样本的测量，以提高生产效率。

而在科学研究中，对于一些物理量的测量，如微弱电流、微小位移等，可能更注重测量的灵敏度和分辨率，以及对复杂环境的适应能力。

此外，还需要考虑测量仪器的使用便捷性、可维护性和成本等因素。

只有充分了解这些需求，才能为后续的设计工作提供明确的方向。

二、高精度自动化测量仪器的关键技术（一）传感器技术传感器是测量仪器的核心部件，其性能直接决定了测量的精度和可靠性。

目前，常用的高精度传感器包括激光位移传感器、电容传感器、电感传感器等。

这些传感器具有高分辨率、高灵敏度和良好的线性度等优点。

同时，为了进一步提高传感器的性能，还需要采用先进的制造工艺和材料，如微纳加工技术、新型敏感材料等。

此外，多传感器融合技术也是提高测量精度和可靠性的有效手段，通过将不同类型的传感器组合使用，可以充分发挥各自的优势，弥补单一传感器的不足。

（二）数据采集与处理技术高精度测量往往会产生大量的数据，如何快速、准确地采集和处理这些数据是一个关键问题。

数据采集系统需要具备高速采样、高精度模数转换和强大的数据传输能力。

在数据处理方面，采用数字滤波、误差补偿、信号分析等算法，可以有效地去除噪声、提高测量精度和稳定性。

同时，利用人工智能和机器学习技术，对测量数据进行智能分析和预测，也能够为测量过程提供更好的支持。

精密整流电路实验报告

精密整流电路实验报告精密整流电路实验报告引言：精密整流电路是一种常见的电子电路，用于将交流电转换为直流电。

本实验旨在通过搭建精密整流电路并进行实际测量，验证其性能和稳定性，并对其工作原理进行深入分析。

一、实验背景精密整流电路是电子设备中常用的电源电路之一。

在许多应用场景中，需要将交流电转换为直流电以供电子设备使用。

精密整流电路采用了特定的电子元件和电路设计，能够有效地将交流电转换为稳定的直流电，并提供给设备所需的电流和电压。

二、实验材料和装置1. 电源：交流电源2. 元件：二极管、电阻、电容等3. 仪器：示波器、万用表等三、实验步骤1. 搭建电路：根据实验要求，搭建精密整流电路，包括二极管桥整流电路、滤波电路和稳压电路等。

2. 连接电源：将交流电源连接到电路中，确保电路正常工作。

3. 实际测量：使用示波器和万用表等仪器，对电路的输入电压、输出电压、电流等进行实际测量。

4. 记录数据：将测量到的数据记录下来，并进行分析和比较。

四、实验结果与分析通过实际测量，我们得到了精密整流电路的输入电压、输出电压和电流等数据。

根据这些数据，我们可以对电路的性能进行分析和评估。

1. 整流效果：通过观察示波器上的波形，我们可以发现交流电经过整流电路后，波形变为了单向的直流信号。

这表明整流电路能够有效地将交流电转换为直流电。

2. 稳定性：通过比较输入电压和输出电压的稳定性，我们可以评估整流电路的稳定性。

如果输出电压能够在输入电压的变化范围内保持相对稳定，那么可以认为整流电路具有较好的稳定性。

3. 波纹系数：波纹系数是评估整流电路输出电压稳定性的重要指标。

通过计算输出电压的峰峰值和平均值之间的差异，可以得到波纹系数。

波纹系数越小，说明整流电路输出电压的稳定性越好。

五、实验总结通过本次实验，我们成功搭建了精密整流电路，并进行了实际测量和分析。

通过对实验结果的总结和分析，我们可以得出以下结论：1. 精密整流电路能够有效地将交流电转换为直流电，并提供给设备所需的电流和电压。

精密机械设计绪论

积累引起的误差
测
控技术
• 精确度：系统误差和随机误差两者的综合反映
与
仪
器
精
密 • 精度鉴定法－测量
机械
• 测量方法：
与
仪器设
• 尺子、卡尺、螺旋测微仪、激光测微仪，显微镜、隧道显微镜----
计
• 测量精度
1. 微米级：µm
测控
2. 纳米级：nm
技
术
与
仪
器
精精密机械实例
密
机
械与
机
械与
• 尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红血球。
仪
器 • 尺寸为7mm×7mm×2mm的微型泵流量可达
设
250μl/min能开动汽车。
计
• 在磁场中飞行的机器蝴蝶
测 • 集微型速度计、微型陀螺和信号处理系统为一体的微
控
型惯性组合(MIMU)。
技
术
与
仪
器
精
密 • 德国创造了LIGA工艺，制成了悬臂梁、执行机构以及
清华纳型卫星外观图
mems
精密
微机械陀螺仪(Microgyroscope)
机
械
与
仪
器
设
计
测
控
微机械陀螺仪结构
技
术
基于微机械加工工艺和集成电路工艺
与
仪
体积小、重量轻、功耗小、成本低、
器易集成、过载能力强、可靠性高
可大批量生产。
微机械陀螺仪样机
精密目前已有大量的微型机械或微型系统被研究出来，例如：
• 研究内容——
✓ 介绍精密机械仪器、仪表中常用机构
（如常见的机构有带传动机构、链传动构、齿轮机构、

《精密仪器设计》第四章传动机构结构分析

《精密仪器设计》实验一 ——测量显微镜结构分析
一、目的熟悉测量显微镜的测量使用过程, 了解测量显微镜的结构组成, 掌握精密仪器中机械系统的工作原理及主要结构。
二、内容
1、用测量显微镜测量电路板过孔的直径尺寸，并给出测量结果（D±ΔD）。 2、分析测量显微镜的结构及功能，给出该仪器的性能指标，画出系统的结构布局图。 3、分析测量显微镜的误差来源及其对测量结果的影响。 4、找出测量显微镜中包括的机械传动机构，分析各自的传动比/系数，画出结构简图。 5、找出测量显微镜中的导向机构，分析其结构类型。 6.设计一针对小孔直径尺寸自动测量的测量显微镜的结构，画出系统框图、结构布局图。 7、画一个部件（三个零件以上）的机械装配图。
计算传动系数
φ4
S4
φ3
S3 D2
S2
φ2
S1
φ1
D1
D3
1
2, 计1D 算传动S系1 数l S2
1
3, h, D2
S3D DE
4
3 S4
φ4
S4
φ3
S3 D2
S2
φ2
S1
φ1
D1
D3
思考题
1、精密测量及仪器中常见的机械部件有哪些？说明各自的作用、组成结构和工作原理？ 2、什么是传动比/传动系数？分析下列机构、画出结构简图，并计算传动比/传动系数。（1）平板测微器（P62图4-16）* 杠杆齿轮测微仪（ P46图3-14 ）* 丝杠及弹性工作台（P66图4-26）杠杆式位移缩小机构（P63图4-28）小型压力机 3.说明四连杆机构是如何演化为正弦机构的。
1.构件与运动副的表达方法
机架
双副构件
注: 点划线表示与其联接的其他构件

3 精密仪器设计的精度理论

便算法，取d0=3.985mm，列表计算(见表 1)，得
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——随机误差表 1
di' di d1
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——随机误差
1 d d 0 di n i 1
n
= 3.985mm+ =3.9858mm
×8×10- 3mm
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——随机误差
随机误差的分布：
随机误差绝大多数情况下是正态分布（高斯分布）。
① 对称性：正负误差出现的几率相同 ② 单峰性：绝对值小的误差出现的概率大 ③ 有界性：随机误差只出现在一个有限的区间内 ④ 补偿性：随着测量次数增加，随机误差的算术平均值趋于0
x / n
对于等精度测量，有
1 2 ...
测量次数n 越大，所得算术平均值的标准差就越小，其可靠程度就越高。
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——随机误差算术平均值的均方根误差
靠增加测量次数n 来给出更高精度的结果是有一定限度的。这是因为：
(1)算术平均值的标准差 x 与测量次数的平方根成反比。随着n 的增加， x 的减小速度下降。当n 较大时(如n>20)，靠进一步增大n 来减小，其效果并不明显。
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——灵敏度与分辨率分辨率：仪器设备能感受、识别或探测的输入量的最小值。例如：游标卡尺的分辨率是 0.01mm ，千分尺的分辨率为0.001mm。要是测量精确度高，分辨率必须高，而分辨率高测量精度未必高。
3.1仪器精度理论中的若干基本概念 ——随机误差
6σ：品质管理概念，在一百万个机会里，只找得出3、4个瑕疵。

《精密整流电路》课件

工作原理
利用二极管的单向导电性，将交流电的正半周和负半周分别整流为直流电的正极和负极输出。
整流电路的类型
01
02
03
半波整流电路
只利用交流电的正半周或负半周，输出直流电压的幅值较低。
全波整流电路
利用交流电的正半周和负半周，输出直流电压的幅值较高。
桥式整流电路
通过桥式电路将交流电的正半周和负半周进行整流，输出直流电压的幅值高且稳定。
01
元件选择、布局
元件选择
02
根据电路需求和性能指标，选择合适的整流元件，如二极管、
晶体管等，确保元件的参数和性能符合设计要求。
元件布局
03
合理安排元件的位置和分布，考虑散热、电磁干扰等因素，以
提高电路的可靠性和性能。
电路板的布线与优化
总结词
布线、优化
布线
根据电路设计和元件布局，合理规划电路板的布线，确保线路清晰、简洁，降低线路的电感和电阻。
03
记录测试数据，与预期结果进行对比。
测试设备与环境
设备
万用表、示波器、电源、必要的电子元件。
环境
实验室或具备安全供电和良好通风的环境。
测试结果分析与改进
01
数据分析
对测试数据进行整理，绘制图表，分析性能指标。
改进措施
针对问题提出改进方案，如更换元件、调整电路参数等。
03
02
问题定位
根据测试结果，定位可能存在的问题或瓶颈。
PART 05
精密整流电路的设计与优化
REPORTING
设计原则与步骤
总结词
设计原则、步骤
设计原则
确保电路性能稳定、可靠，提高能源转换效率，降低电磁干扰和热损耗。

测控仪器设计第4版第六章测量仪器电路设计

31
(1) 信号通道干扰的抑制措施：
1、开关量信号通道中干扰的抑制措施滤除开关通道干扰的方法很多，但最为常用的是采用隔离措施，采用的器件主要是光电耦合器件
2、模拟量信号通道中干扰的抑制措施用于模拟量通道抗干扰的器件很多，主要有耦合变压器、扼流圈和光电耦合器等。
转换时间
准电源稳定
数
度
哈工大仪器学院光电测控与智能化研究所
18
二、中央处理系统设计
1、中央处理系统的作用与组成中央处理电路的作用是对测量电路系统送来的信号进行运算和处理，然后按照仪器的功能要求，向控制电路系统发出控制命令，并通过控制电路和执行器对被控参数实行控制。它同时连结着测量电路和控制电路，即连接着信息流的输入通道和输出通道，因此它是整个电路系统的中心，同时也是整个测控仪器的神经中枢。 2、传统的中央处理电路组成：
• （1）运算电路 • （2）特征值检测电路 • （3）补偿电路
19
三、控制电路设计
1、控制电路的作用
信号转换
放大驱动
作用
信号隔离
20
2、信号转换电路
信号转换电路
数/模转换电路
D/A
脉冲宽度调制电路
PWM
脉宽调制技术是基于“冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同”的原理工作的。
工作的关键。
27
噪声源
• 表征系统干扰主要指标:信噪比 S/N=10lg（PS/PN）=20lg(US/UN)
干扰源 (1) 来自信号通道的干扰
（主要是由传感器、开关量输入输出、模拟量输入输出、电路本身的固有噪声产生。）
(2) 来自电源的干扰 (3) 来自空间的辐射干扰

精密仪器课程设计

精密仪器课程设计设计题目：激光干涉纳米位移测量系统设计姓名：**学号：*****指导老师：****年**月目录第1章引言 (3)11纳米技术 31.2 纳米测量技术31.2.1纳米测量技术的发展 (3)1.2.2双频激光干涉技术的国内外现状 (5)第2章总体方案设计 (8)2 1总体框图82.2双频激光干涉测量系统组成,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 第3章检测系统硬件电路设计 (9)3.1双频激光干涉光路部分，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，9 3.2 电路模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 103.2.1光电转换 (11)3.2.2 I/V转换电路 (11)3.2.3消直电路 (12)3.2.4放大电路 (12)3.2.5低通滤波电路 (13)3.2.6整形电路 (14)3.2.7细分电路 (15)3.2.8计数电路 (16)3.2.9显示电路 (17)3.3 软件模块,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 18 第4章系统电路总图 (22)第5章总结与展望 (23)参考文献.................................................... 错误！未定义书签。

第1章：绪论1.1纳米技术纳米技术作为当前发展最迅速、研究最广泛、投入最多的科学技术之一，被誉为21世纪的科学，并且和生物工程一起被认为是未来科技的两大重要前沿。

科技发达国家为抢占这一高新技术生长点、制高点，竞相将纳米技术列为21世纪战略性基础研究的优先项目，投人了大量的人力、物力和财力。

纳米技术对许多工业领域已经开始具有非常关键的作用。

它不仅将为许多技术难题提供新的解决方案和思路，而且会进一步提高人们的生活水平，并有可能在很大程度上改变人们的生活方式。

从纳米精度上的机械零件的加工和装配、电子器件的生产制造、扫描探针显微镜的发展、微型机电系统的制造、到纳米结构材料的加工和生物医学系统的制造等，纳米技术正在得到广泛的发展和应用。

高精度测量与控制电路设计

高精度测量技术具有高分辨率、高灵敏度、低噪声、高稳定性和可靠性等特点，能够满足各种高精度测量和控制应用的需求。
测量技术的发展历程
模拟测量阶段
早期的测量技术主要采用模拟测量方式，如机械式、电感式等，精度和稳定性较低。
数字化测量阶段
智能化和网络化测量阶段
现代测量技术正朝着智能化和网络化方向发展，通过集成传感器、微处理器、通信等技术，实现远程、实时、自动测量。
电路设计的优化方法
优化元件选择
根据实际需求选择性能优良、精度高的元件，是提高电路性能的基础。
布局与布线
合理的布局和布线可以减小信号干扰和寄生效应，提高电路的稳定性。
电源与接地
稳定的电源和良好的接地是保证电路正常工作的关键，需充分考虑电源和接地设计。
仿真与调试
通过仿真软件对电路进行仿真分析，并在实际制作前进行调试，可以及时发现并修正设计中的问题。
控制电路的设计方法
确定控制目标
根据实际需求和系统要求，明确控制目标，如调节温度、压力、速度等。
设计控制电路
根据控制算法和控制目标，设计控制电路，包括电源电路、信号处理电路
、执行电路等。
选择合适的控制算法
根据控制目标，选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
测试与调试
完成控制电路设计后，进行测试和调试，确保控制电路的稳定性和可靠性。
多功能化测量与控制技术
总结词
多功能化测量与控制技术是指将多种测量和控制功能集成在一个系统中，以实现更全面的测控应用。
详细描述
多功能化测量与控制技术能够减少系统成本和复杂性，提高测控的可靠性和精度，适用于环境监测、能源管理、医疗诊断等领域。

超宽量程fA级高精密微电流信号输出电路设计研究

第28卷第4期2021年4月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.282021 No.4超宽量程fA级高精密微电流信号输出电路设计研究韩钰，杨戴博，李昆，李丹，夏源，张虎，曾帅，曾少立（中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家级重点实验室，成都 610213）摘要：为实现微电流信号测量相关设备的标定、研发、制造、调试和定期维护等，本文设计了一种超宽量程fA 级高精密微电流信号输出电路，实现了100fA ～1uA 微电流信号的高精度稳定输出，与国外同类精密仪表对比（如Keithley），其输出信号相对误差≤±1.0%，达到了国外同等水平。

该技术可广泛应用于各种领域微电流测量设备的标定。

关键词：超宽量程；fA 级微电流信号；微电流测量设备中图分类号：TL811.1 文献标志码：ADesign of Ultra Wide Range fA Level High Precision Micro Current SignalOutput CircuitHan Yu ，Yang Daibo ，Li Kun ，Li Dan ，Xia Yuan ，Zhang Hu ，Zeng Shuai ，Zeng Shaoli（Science and Technology on Reactor System Design Technology Laboratory,Nuclear Power Institute of China,Chengdu, 610213, China）Abstract：In order to realize the calibration, development, manufacturing, debugging and regular maintenance of the relevant measuring equipment related to micro-current signal, this paper designed a ultra wide range and high precision signal output circuit for fA level micro current, which has realized the output of 100fA~1uA micro-current signal. Compared with the foreign similar precision instruments (such as Keithley), the relative error of the output signal is within ±1.0%, which has reached the same level abroad. The above technology can be applied to the calibration of the measuring equipment related to micro-current signal in various fields.Key words：ultra wide range；fA level micro current signal；micro current measuring equipmentDOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2021.04.020文章编号：1671-1041(2021)04-0071-040 引言微电流通常指信号小于10-6A 的电流信号，在测量时非常容易被噪声淹没，属于微弱信号测量领域中的一个重要学科。