测控电路第5版_CH1绪论
整套课件：测控电路
➢典型测量放大电路 同相放大电路
R2
Kf
uo ui
1 R2 R1
Zi
KZ
' i
1 R2 /
R1
R3
注意：R3 R1 // R2
R1
-∞ +
uo
+ N1
R3 ui
常用芯片：MAX4074,MAX4075,OPA2682,OPA3682
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1.5 测控电路的发展趋势
➢优质化 ➢集成化 ➢数字化 ➢通用化、模块化 ➢测控一体化 ➢自动化与智能化
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19
1.6 课程的性质、内容与学习方法
目的：应用电子技术来解决测量与控制中的问题 基础：《电路》、《模拟电子技术》、《数字电路》等等 方法： 多分析、多思考 理论推导 仿真验证(再分析、思考)
合适的输入与输出阻抗
动态性能好
响应快 (实时动态测量) 动态失真小
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6
转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灵活
模数与数模转换 电量参数转换 量程转换 信号选取 信号运算
可靠性
经济性
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7
影响因素：
噪声与干扰★ 失调与漂移，主要是温漂★ 线性度与保真度 输入与输出阻抗的影响
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ud
u1 u2 , uc
u1 u2 2
ud 100V ,uc 0V
uo Adud Acuc 100Ad
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56
ud 100V ,uc 10000V
测控电路课后习题答案(全)
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。
测控电路(第5版) 第3章 信号调制解调电路
高频正弦信号 频率f →→调频
载波信号
相位φ→→调相
高频脉冲信号— 脉冲宽度B →脉冲调宽 什么是调制信号、载波信号、已调信号？
调制信号——原被测信号 载波信号——高频信号 已调信号——调制后的信号
调幅信号 调频信号 调相信号
调宽信号
第3章 信号调制解调电路
4
3第 章
信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路 3.2 调频式测量电路 3.3 调相式测量电路 3.4 脉冲调制式测量电路
15
1、二极管检波-峰值检波
输入调幅波
二极管VD正半周导通， 经二极管检波后的电流
iD
us(t)
O
t
T + VD
us C1
us i _
RL C2
谐 振 非线性 低通 回路 器件 滤波器
(a) 二极管检波电路
调幅信号us通过由C1和变压 器T的一次侧谐振回路输入，
3第 章
信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路 3.2 调频式测量电路 3.3 调相式测量电路 3.4 脉冲调制式测量电路
信号调制解调电路
在测控系统中为什么要采用信号调制？
• 在测控系统中，进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。 而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控 电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这 就是调制的主要功用。
ωc——载波信号角频率； Um0——载波信号的幅值； m——调制的灵敏度； x—调制信号。
第3章 信号调制解调电路
6
1、调幅原理
调制信号x(t)是角频率为Ω的余弦信号： x(t)=XmcosΩt
电路(邱关源第五版)第一章
1876年，美国科学家贝尔（1847 －1879）发明了电话，实现了通 信技术的飞越。 1879年，美国科学家爱迪生（1847 －1931）发明了碳丝灯泡。改变了 人们的生活。 1880年，英国人霍普金森提出了形 式上与欧姆定律相似的计算磁路的 定律。19世纪末交流电技术发展。
1894年，意大利人 马可尼和俄国的波 波夫分别发明了无 线电。从此进入了 无线电通信时代。
2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
吉尔伯特发现带电体与非电体之区别 盖里克发明磨擦起电机 1729年，英国人格雷发现有些物质可以传导电，有 些则不能。主张带电体不能导电，而非电体却可以。 法国物理学家迪费（1698－1739）经过实验表明， 带电体与非电体之间并无本质的区别，所有物体都 可以带电。 1734年，迪费发现两类不同的电荷，一种称为玻璃 电，一类称为树脂电。他实际上发现了正负电荷， 但命名不确。
B
C2 1 uF R8 1 . 2K ADIN BAT 6V DC C2 5 1 uF C3 8 2 22 (M) T4 9 01 4 VDD R3 4 1 0K R3 2 2K DAO C8 R4 6 5 1K R2 6 1 0K 5 D9 5 . 1V
R4 3
VCC
3
1K R4 5 1 0K R3 9 1 0K
1
2
3
第一章绪论
1. 课程定位 2. 电路理论及相关科学技术的发展简史
3. 电路理论的应用
4. 电路理论和电路课程
所应具备基础知识：电磁学、数学
课程主要内容：
分析电路中的电磁现象 研究电路的基本规律及电路的分析方法
课程意义：
在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案 和课程体系中起着承前启后的重要作用。
第1章_绪论-《测控电路(第4版)》
一、桥梁（工程与电路之间）
工程问题如何用电路解决？
高共模抑制比
1. 多数干扰是共模干扰；
2. 许多测控任务需要的就是差值、变化量 如形状误差 温度变化、梯度 跟踪误差（实际值与理想值之差）
滤波 测量信号 表面轮廓 形状误差（准直流） 波度（低频） 表面粗糙度（中频） 噪声（高频）
测控电路
第1章 绪论
测控电路的功用 对测控电路的主要要求 测控电路的输入输出信号 测控电路的类型与组成
测控电路的发展趋势 课程的性质、内容与学习方法
1.1 测控电路的功用
当今时代是信息时代。 信息技术包括：信息获取、处理、传输、存储、 执行（控制）。 测量是信息的源头，最后落实到控制。 信息时代的标志——高性能计算机的发展，速 度和容量为其主要指标。 关键是重复定位和曝光技术精度，在于测控。
输出与状态一一对应
1010 1001 1000 0111 0110
0101
4
（3）开关信号
3
A-A
5
输出只有开关、通
断、亮暗, 01两种 状态
A
2
6
指示灯
7
A
8
B-B
9
B
1
B
10
r
11 l
12
F
1.4 测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成
模拟式测量电路的基本组成
数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成
（四）可靠性与经济性
测控电路越来越多地实时地用在各种系统
中；
测控电路越来越多地国防和高科技中； 测控电路越来越多地用在医疗和其它与生
测控电路内容：第一章绪论
测控电路内容：第⼀章绪论第⼀章测控电路设计实⽤技术基础测量与控制是认识客观世界和顺应客观规律的必不可少的重要⼿段。
现代⽣产为了保证产品质量和提⾼⽣产效益，必须对⽣产过程进⾏严格控制，⽽要实现这种控制，就必须对⽣产过程的各种参数和状态进⾏实时有效的测量。
因此，测量是控制的基础，控制离不开测量。
实际上，在科学技术⾼度发达的今天，测量与控制已经渗透到⼯业、农业、国防、科学研究和现代社会⽣活等各个领域。
由于⽬前电参量在信息转换、处理、传输、存储等⽅⾯具有较成熟的技术和⼿段，多数物理量的测量和控制以电参量的形式进⾏，故测量和控制电路在测控系统中具有不可替代的作⽤1.1测控电路的作⽤与基本组成现代测控系统常见的基本构成如图1-1所⽰。
测控系统的最前级为传感器，其作⽤是将各类被测量转换成与之具有⼀定函数关系的电量（通常为电压）；但是，传感器的输出信号⼀般都很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要⽤测量电路即信号调理及数字化等电路将它放⼤，剔除噪声，选取有⽤信号，按照测量与控制功能的要求，进⾏所需演算、处理与变换，形成为计算机能够识别及处理的信号；计算机系统的作⽤是对数字化了的被测信号进⾏计算、定标、误差校正或⾃校准等处理，⼀⽅⾯，经处理的测量结果由显⽰输出系统显⽰，由记录系统打印、绘图或由报警系统给出报警信息；另⼀⽅⾯，经算法运算过的控制信号经控制电路驱动执⾏机构，对测控对象进⾏控制。
通常我们将测量电路和控制电路统称为测控电路，它已融⼊测控系统的各个环节，并在其中发挥重要的作⽤，可以说离开测控电路，测控系统是⽆法实现的。
测量电路担负着信号⼆次变换的重任，其实质是电位或波形变换，其主要功能是放⼤有⽤信号，抑制传感器输出信号中的噪声，并将放⼤后的信号进⾏数字化；控制电路担负着实现控制功能的输出驱动信号的重任。
由于被测和被控物理量及其相应传感器和驱动器的多样性，与此相应的测量与控制电路必然具有多样性，因此测控电路在设计上灵活性很强。
《测控电路》课后答案+复习重点归纳+3套考题
第一章绪论1、测控系统主要由传感器（测量装置）、测量控制电路（测控电路）、执行机构组成2、测控电路的主要要求：精、快、灵、可靠3、测控电路的特点：精度高、动态性能好、高的识别和分析能力、可靠性高、经济性好4、为了提高信号的抗干扰能力，往往需要对信号进行调制。
在紧密测量中希望从信号一形成就成为已调制信号，因此常在传感器中进行调制。
5用电感传感器测量工件轮廓形状时—这是一个幅值按被测轮廓调制的已调制信号---称为调幅信号6、用应变片测量梁的变形，并将应变片接入交流电桥。
这时电桥的输出也是调幅信号，载波信号的频率为电桥供电频率，电桥输出信号的幅值为应变片的变形所调制。
7、采用光栅、激光干涉法等测量位移时时传感器的输出为增量码信号。
8、增量码信号是一种反映过程的信号，或者说是一种反映变化增量的信号。
它与被测对象的状态并无一一对应的关系。
9、绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
10、开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。
开关信号只有0和1两个状态。
11、控制方式可分为开环控制与闭环控制。
12、闭环控制的特点：它的主要特点是用传感器直接测量输出量，将它反馈到输入端与设定电路的输出相比较，当发现他们之间有差异时，进行调节补充:1、信息时代的标志——高性能计算机的发展，速度和容量为其主要标志2、影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中那几个因素是最基本的？（1）、噪声与干扰★（2）、失调与漂移，主要是温漂★（3）、线性度与保真度（4）、输入与输出阻抗的影响第二章信号放大电路1、输入失调电压u0s：对于理想运算放大器，输入电压为零，输出电压也必然为零。
然而，实际运算放大器中，前置级的差动放大器并不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零，这一直流电压称之。
2、零点漂移：失调电压随时间和温度而变化，即零点在变动，称之3、输出失调电压u0=(1+R2/R1)u0s4、输出端产生的失调电压u02=-R2I b1+(1+R2/R1)R3I b2若取R3=R1//R2,则u02=R2(I b2-I b1)=R2I0s I0s称为输入失调电流5、绝大部分的运算放大器都是用于反馈状态6、由于运算放大器通常使用在负反馈状态，本来就有1800的相位差，再加上外接和内部电路的RC网络，有可能出现3600的相位差，使电路振荡。
测控电路(第5版)第一章习题及答案
第一章绪论1-1为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？1-2为什么说科学技术的发展、高科技的发展都离不开测控技术？1-3试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、科学研究、生活与各种工作中的广泛应用。
1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？1-5影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？1-6为什么说科技发展对测控电路的可靠性提出了越来越高的要求？1-7为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？1-8测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
1-9为什么要采用闭环控制系统？试述闭环控制系统的基本组成及各组成部分的作用。
第二章绪论1-10为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？为了保证产品质量，必须对产品进行检测，把好产品质量关。
测控的目的不仅仅是了解产品质量，更主要是提高质量的产品。
为此要求机器在测控系统控制下按照给定的规程运行。
生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。
为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。
要做到这两点，还是离不开测量与控制。
当今时代的自动化已不是20世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。
越是柔性的系统就越需要检测。
没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。
1-11为什么说科学技术的发展、高科技的发展都离不开测控技术？实践是检验真理的唯一标准，没有经过实践的检验，一些新的思想只能是假说或学说，只有经过测量等实践检验，才能将假说或学说变为科学。
许多重大发现和发明从都是测试和仪器仪表的进步开始。
哈勃望远镜对天体科学的发展，扫描隧道显微镜对纳米科技的形成，起了关键作用。
测控电路01_绪论
路，特别是低漂移、高抗干扰能力的高性能放大电路。
1.6 课程的性质、特点与内容
2. 传感器输出的微弱信号往往被淹没在干扰噪声中，故后 续调制解调和滤波电路，将微弱信号从干扰噪声中分离出来。
3. 传感器输出的电信号送给计算机、单片机等进行处理时， 必须后续A/D、D/A转换电路(0~5V) ；为了实现远距离传输， 后续V/I、I/V转换电路(4~20mA) 。 4. 为了提高仪器的分辨率，必须将光栅、磁栅、容栅、感 应同步器等传感器输出的周期信号进行细分与辨向。
1.3 测控电路的输入信号与输出信号
电路的形式、结构首先与信号形式与使用要求有关
1、模拟式信号 (1) 非调制信号
x
测量信号 被测量
信号的大小、波形与被测量 之间具有一一对应的线性关系。 如：压电式传感器测量工件 的表面粗糙度，磁电式传感 0 器测量速度，热电偶测量温度
t
非调制模拟信号 送到电路的信号与被测量具有近似线性关系
W
亮
简述
1.3 测控电路的输入信号与输出信号
2、数字式信号 （2）绝对码信号
1111 1110 1101
0000 0001
信号大小与被测 对象的状态相对应。 如码盘测量角度时输 出信号，每一个角度 方位对应一组编码。
0010
1100
0011
1011
0100
1010 1001 1000 0111
0101
1 l Ra y dx l 0
1.1 测控电路的功用
细分与辨向电路：在光栅、磁栅、容栅等大位移以及 可以转换成位移的测量中，实现对信号的细分与辨 向，提高仪器的分辨能力，且能得到位移的方向。 电量测量电路：频率、相位、脉冲参数的测量。在数 字式电压或电流表中，需要将电压或电流转换成频 率后再测量；在研究系统特性时，也要研究相位特 性；脉冲参数应用日益广泛。故也要对频率、相位、 脉冲参数测量电路进行介绍。
测控电路
Dennis Gabor The Nobel Prize in Physics 1971 "for his invention and development of the holographic method"
9
部分因从事仪器科学与技术研究获得诺贝尔物理学奖 的科学家
Ernst Ruska The Nobel Prize in Physics 1986 "for his fundamental work in electron optics, and for the design of the first electron microscope"
Frits Zernike The Nobel Prize in Physics 1953 "for his demonstration of the phase contrast method, especially for his invention of the phase contrast microscope"
11
第一节 测控电路的功用
当今时代是信息时代。 信息技术包括：信息获取、处理、传输、 存储、执行（控制）。 测量是信息的源头。 信息时代的标志：高性能计算机，速度、 容量，大规模集成电路，离不开测控。
第一节 测控电路的功用
现代战争离不开测控。 仪器仪表的测量控制精度决定了武器的 打击精度，测试速度、控制反应速度决 定了武器的反应能力。 载人飞船成功发射，测控也有至关重要 作用。 生产、生活、科技、国防都离不开测控。
第一节 测控电路的功用
传感器
测量控 制电路
图1-1 测控系统的组成
测控电路课件(完整)
（三）、开关信号
开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝 对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。 只有0和1两个状态。
与行程开关、光电开关、触发式测头相连 接的测控电路，其输入信号为开关信号。
当执行机构只有两种状态时，如电磁铁、 开关等，要求测控电路输出开关信号。
第四节 测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成 (一)开环控制 (二)闭环控制
传 感 器
量 程 切 换
放 大 器
解 调 器
电
路
振荡器
信 号 分 离
运 算 电
模 数 转 换
计 算 机
电路 电
路
路
电源
显 示 执 行 机 构 电路
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
传 感 器
细 脉转 分 冲换 电 当电 路 量路 辨向电路
（二）、绝对码信号
1111 0000
1110
0001
1101
0010
1100
0011
1011
0100
1010
0101
1001
0110
1000 0111
绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
绝对码信号在显示与打印机机构中有广泛的 应用。显示与打印机构根据测控电路的译码器输 出的编码，显示或打印相应的数字或符号。在一 些随动系统中，执行机构根据测控电路输出的编 码，使受控对象进入相应状态。
以磁电式电表、示波器、笔式记录器作为显示 机构，以直流电动机为执行机构时，要求测控电路 的输出信号为非调制模拟信号。
第三节 测控电路的输入信号与输出信号
测控电路
2、闭环控制
测量电路
传感器
扰动量
给定 机构
设定 电路
放大 电路
转换 电路
执行 机构
被控 对象
输 出
控制电路
开环控制系统的基本组成
扰动
给定 机构
设定 电路
比较 电路
放大 电路
校正 转换 电路 电路
执行 机构
被控 对象
输出
控制电路 传感器
闭环控制系统的基本组成
第五节 测控电路的发展趋势
3 2 uc
x
O
t
a)
x uc
O
x us 1 x 4 us
O
t
b)
t
c)
图 用电感传感器测量 工件轮廓形状
图 调幅信号
第三节 测控电路的输入信号与输出信号
1、载波频率（carrying frequency)
信号的频率由传感器供电频率确定，这一频率 称为载波频率
2、载波信号（carrying signal)
为了适应在各种情况下测量与控制的需要， 要求测控电路有灵活地进行各种转换的能力。 它包括：
第二节 对测控电路的主要要求
1、模数转换与数模转换 2、信号形式的转换 3、量程的变换 4、信号的选取 5、信号处理与运算
第二节 对测控电路的主要要求
1、模数转换与数模转换
自然界客观存在的物理量多为模拟量 计算机:数字信号 控制执行机构动作:多模拟信号
第一节 测控电路的功用
生产自动化也离不开测量与控制 产品的质量离不开测量与控制 现代的生活、办公器械
微波炉、照相机、复印机等也都装有不同数 量的传感器，
第一节 测控电路的功器， 对点火时间、燃油喷射、空气燃料比、 防滑、防碰撞等进行控制。 航天发射与飞行，都需要靠精密测量与 控制保证它们轨道准确性。
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第二节 对测控电路的主要要求(2)
影响测控电路精度的主要因素有哪些？ 其中那几个因素是最基本的？
1、噪声与干扰★ 2、失调与漂移，主要是温漂★ 3、线性度与保真度 4、输入与输出阻抗的影响
第二节 对测控电路的主要要求(3)
为什么说测控电路是测控系统中最灵活 的环节，它体现在哪些方面？
1、模数转换与数模转换 2、信号形式的转换 3、量程的变换 4、信号的选取 5、信号处理与运算
谢谢光临
Thanks for listening
请提问
Question, please
锁 存 器
锁 存 指 令
计 算 机
电路
辨向电路
指令传感器 手动采样
图1-7 增量码数字式测量电路的基本组成
第四节 测控电路的类型与组成(7)
测量电路 传感器 扰动量
给定 机构
设定 电路
放大 电路
转换 电路
执行 机构
被控 对象
输 出
控制电路
图1-8 开环控制系统的基本组成
第四节 测控电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的类型与组成(8)
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(1)
一、模拟式信号
(一)非调制信号
x 2 1
0 图1-2 非调制模拟信号
t
举例： 温度信号； 流量信号； 力信号
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(2)
(二)已调制信号 例：用电感传感器测量工件轮廓形状 几个重要概念： 1、载波频率（carrying frequency) 2、载波信号（carrying signal) 3、调制信号（modulating signal) 4、已调信号（modulated signal) 5、调幅信号（amplitude modulated signal) 6、调频信号（frequency modulated signal)
4-20mA电流本身就可以为变送器供电。 变送器在电路中相当于一个特殊的负载， 特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA 之间根据传感器输出而变化。显示仪表只 需要串在电路中即可。这种变送器只需外 接2根线，因而被称为两线制变送器。
第四节 测控电路的类型与组成(1)
一、测量电路的基本组成
(一)模拟式测量电路的基本组成
在工业生产领域的应用； 在日常生活中的应用（家用电器、办公商 务、智能楼宇和医疗卫生系统）；
在陆海空交通领域的应用;
在国防领域的应用；
在航空航天领域的应用……
小区智能化控制系统集合了楼宇可视对讲 、门禁系统、周边防范、停车场自动管理、电 子巡更、防盗报警于一体，实现小区一体化安 防管理和卡通用，大大提高了家庭防范的灵活 性及可靠性。
第一章主要内容 第一节 第二节 测控电路的功用 对测控电路的主要要求
第三节
第四节
测控电路的输入信号与输出信号
测控电路的类型与组成
第五节
测控电路的发展趋势
第一节 测控电路的功用(1)
轿车测控系统
工业测控系统集成
军用测控系统
/case/index.asp?id=32
检测器具：
第一节 测控电路的功用(5)
传感器 测量控 制电路 执行机构
信号放大;信号调制解调； 信号分离；信号运算； 信号转换；信号控制。
图1-1
测控系统的组成和应用
第二节 对测控电路的主要要求(1)
GB—强制国标；GBT—推荐国标
精度高 响应快 转换灵活
GBT 13283-2008 工业过程测量和控制 用检测仪表和显示仪表精确度等级
动手找：
找出几个你身边的测控电 路的应用实例，试着问几 个为什么。
第五节 测控电路的发展趋势 优质化(高精度、高稳定性、高灵敏度) 集成化与微型化 数字化 通用化、模块化
测控管一体化
智能化与网络化
本章小结
应掌握的主要内容：
测控电路在测控系统中的作用和位置； 测控电路中信号的特点； 测控电路的基本组成；
第四节 测控电路的类型与组成(3)
传 感 器
量 程 切 换 电 路
放 大 器
解 调 器
信 号 分 离 电 路
运 算 电 路
模 数 转 换 电 路 电 源
计 算 机
显 示 执 行 机 构 电路
振 荡 器
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
第四节 测控电路的类型与组成(4) 数字电压表例子
单片3 1/2位 A/D转换器 驱动共阴极 LED （数码管）显示 器的 BCD 码—七段码译码器
高的输入阻抗和低的输出阻抗
输入阻抗 input impedance 仪器仪表输入端之间的阻抗。 输出阻抗 output impedance 仪器仪表输出端之间的阻抗。 负载阻抗 load impedance 与仪器仪表输出端连接的所有装置及连 接导线的阻抗总和。
可靠性与经济性
时间常数 time constant ： 在一阶线性系统中，由阶跃或脉冲输入引起 的变化，输出完成总上升或总下降的 63.2% 所需的时间。 阶跃响应时间 step response time ： 当输入产生阶跃变化时，输出由 初始值第一次到达最终稳态值与初始稳态值之差的规定百分数 时的时间。
码盘
传感器 系统
光学码盘测角仪原理框图 光学码盘测角仪原理框图
/shtml/20090510/1881698/
第四节 测控电路的类型与组成(6)
显 示 执 行 机 构
传 感 器
放 大 器
整 形 电 路
细 分 电 路
脉转 冲换 当电 量路
计 数 器
第一节 测控电路的功用(3)
为什么说在现代生产中提高产 品质量与生产效率都离不开测 量与控制技术？ 试举例说明测量与控制技术在 生产、生活与各种工作中的广 泛应用。 测控系统由那几部分组成？
动手找： 找出几个你身边的测控 电路的应用实例，试着 问几个为什么。
第一节 测控电路的功用(4)
例：空调机测量控制室温
被测对象： 被测信号： 室内空气
温度
http://112.90.145.242/gree_product/jyktxx.jsp?seid=1003#3
温度传感器 --- 热电阻、热电偶或集成温度传感器 AD590 设定温度 操作过程：实际温度 热敏电阻 电信号 信号调理 控制和显示 空调机
模拟电 压输入
美国Motorola公司
双积分型 A/D转换器
数字电 压输出
/diydz/blog/item/a1a3c81f605cf4f6e0fe0ba2.html
第四节 测控电路的类型与组成(5)
数字测量电路例子
光源
柱面镜
狭缝
光电接收元件
光学码 盘将转 轴的转 角转换 为数字 代码输 出
测控电路中的信号制
KMM可编程调节器结构框图
信号传输方式
由于测控系统的变送器是现场仪表，输出信号要送到控制室中。 信号的传输方式有三种：两线制、三线制和四线制
International Electrotechnical Commission 国际电工委员会
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号 (6) 变送器需要两根电源线，加上两根
课程学时安排和成绩评定
学时：38/32/6；学分: 2 成绩评定：考试（70%）+平时（30%）[考勤10%；作业10%；实验10%]；
参考书籍
-测控电路（第5版），张国雄，机械工业出版社； -现代测控电路，李刚，高等教育出版社； -测控电路及装置，孙传友等，北京航空航天大学出版社。
本课程与其他课程的关系
4位二进制码盘
1111 1110 1101 1100 1011 1010 0000 0001 0010 0011 0100
0101 1001
1000 0111 0110
6位二进制码盘
图1-5 码盘
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(5)
信号制是在成套系列仪器仪 表测控电路中，各个单元的输入、 输出信号采用何种统一的联络信 号问题。 电模拟信号种类： 直流电压 (电流)，交流电压(电流)； 1973年4月IEC第65次技术委 员会通过的标准规定了国际统一 信号：过程控制系统的模拟直流 电流信号为4～20mA，模拟直流电 压信号为1～5V；国内统一信号： 4～20mA，1～5V； 0～10mA， 1～10V。
第三节
3
测控电路的输入信号 与输出信号(3)
磁芯
x
2
线圈
O
uc
x uc
O
t a)
1
测杆
x us x us
O
t b)
t
4
被测工件
c)
图1-4 调幅信号
图1-3 用电感传感器测量 工件轮廓形状
第三节
测控电路的输入信号 与输出信号(4) 二、数字式信号 （一）增量码信号(光栅) （二）绝对码信号 （三）开关信号
测控电路设计 课程性质与任务
本课程是“测控技术与仪器”专业的专业课程。主要研究测控 系统中的电路问题,阐述如何在电子技术与测量、控制之间架起一座 桥梁。 学生需学会如何在测量和控制中运用电子技术，如何与光、机、 计算机紧密配合，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任 务的其它要求来选用电路、设计电路。
测控电路的发展趋势
本章习题
1. 为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率 都离不开测量与控制技术？ 2. 试用熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活 与各种工作中的广泛应用。 3. 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？ 影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中哪几个因素 是最基本的？ 4. 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节？它体现 在哪些方面？ 5. 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述 模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及 各组成部分的作用。 6. 为什么要采用闭环控制系统？试述闭环控制系统的基本 组成及各组成部分的作用。