测控电路第七章

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测控电路课后答案(张国雄第四版)第七章

Uj 滞后 Ud 时（图 7-14c），只有 DG2 有可能输出低电平 , Ud′是 Ud 的延时信号，也可起门槛
作用。调节电阻 R 和电容 C 可改变门槛的大小。 7-6 请说明图 7-19 中用 sinAα+cosAαtgBβ代替 sinθd=sin(Aα+Bβ)，用 cosAα-sinAαtgBβ代替 cosθd=cos(Aα+Bβ)，为什么不会带来显著误差？图 7-19 中把 180 °的相位角先按 α=18 °等分为 10 份，再把 18°按 β=1.8°等分为 10 份，则 θd＝ Aα＋ Bβ。 A、 B 为 0～9 的整数。可写出 sin θd=sin( Aα+Bβ)=cos Bβ(sin Aα+cos AαtgBβ) cos θd=cos( Aα+Bβ)=cos Bβ(cos Aα-sin AαtgBβ) 因为 Bβ=(0～9）×1.8°=0°～16.2 °，cosBβ=1～0.963。正余弦激磁电压同时增大不影响平衡位置，故可近似取 sinθd≈sinAα+cos AαtgBβ， cosθd≈cosAα-sin AαtgBβ 。
第七章
7-1
信号细分与辨向电路
图 7-31 为一单稳辨向电路，输入信号 A、B 为相位差 90°的方波信号，分析其辨向原理，并分别就 A 导前 B 90°、B 导前 A 90°的情况，画出 A′、Uo1、Uo2 的波形。
A1Biblioteka &RDG1
A′ C
DG2
DG4
&
Uo1
1
DG3
&
B
题 7-1 图
Uo2
DG5
7-7 请比较相位跟踪细分、幅值跟踪细分和脉冲调宽型幅值跟踪细分的优缺点。相位跟踪细分常用于感应同步器和光栅的细分，由于在一个载波周期仅有一次比相，因此对测量速度有一定的限制。相位跟踪细分电路较简单。幅值跟踪细分主要应用于鉴幅型感应同步器仪器。感应同步器是闭环系统的组成部分，因而幅值跟踪系统实现了全闭环，而相位跟踪系统只实现半闭环（感应同步器在环外），这使幅值跟踪系统具有更高的精度和更好的抗干扰性能。电路中函数变压器受温度、湿度影响小、不易老化，稳定性好，但工艺复杂，技术要求高，体积重量大，也可采用集成电路的乘法型 D/A 转换器代替函数变压器。幅值跟踪细分比相位跟踪系统允许更高的移动速度。但电路较复杂。脉冲调宽型幅值跟踪细分也是一种幅值跟踪细分系统，只是用数字式可调脉宽函数发生器代替上一系统中的函数变压器和切换计数器。因此保留了幅值跟踪系统的优点，系统有高精度和高抗干扰能力。数字式脉宽函数发生器体积小、重量轻、易于生产，有高的细分数，且有高的跟踪能力。数字电路可以灵活地根据测速改变跟踪速度。军用的高速动态测量系统多采用具有高速数字跟踪能力的脉冲调宽方案，它有位置、速度甚至加速度跟踪能力。当然，电路相当复杂。

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
2021/10/20
44
2021/10/20
45
2021/10/20
2021/10/20
18
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
2021/10/20
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
2021/10/20
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
2021/10/20
ud
u1 u2 , uc
u1 u2 2
ud 100V ,uc 0V
uo Adud Acuc 100Ad
2021/10/20
56
ud 100V ,uc 10000V

测控系统原理第7章习题解答

测控系统原理第7章习题解答第7章习题解答1、电路输⼊阻抗⾼，是否容易接收⾼频噪声⼲扰?为什么?答：电路输⼊阻抗⾼，是容易接收⾼频噪声⼲扰。

因为电路所接收的⾼频噪声⼲扰的电压与噪声⼲扰的频率成正⽐，与电路的输⼊阻抗成正⽐。

2、接地⽅式有⼏种?各适⽤于什么情况?答：接地⽅式有单点接地（串联单点接地和并联单点接地）和多点接地两种⽅式。

单点接地主要⽤于低频系统，不能⽤于⾼频信号系统。

因为这种接地系统中地线⼀般都⽐较长，在⾼频情况下，地线的等效电感和各个地线之间杂散电容耦合的影响是不容忽视的。

当地线的长度等于信号波长(光速与信号频率之⽐)的奇数倍时，地线呈现极⾼阻抗，变成⼀个发射天线，将对邻近电路产⽣严重的辐射⼲扰。

多点接地⽅式多⽤于⾼频系统。

多点接地不能⽤在低频系统中，因为各个电路的地电流流过地线汇流排的电阻会产⽣公共阻抗耦合噪声。

3、信号传输线屏蔽层接地点应怎样选择?答：当放⼤器接地⽽信号源浮地时，屏蔽层的接地点应选在放⼤器的低输⼊端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。

当信号源接地⽽放⼤器浮地时，信号传输线的屏蔽应接到信号源的低端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。

4、何谓“接地环路”?它有什么危害?应怎样避免?答：当信号源和系统地都接⼤地时，两者之间构成的环路称为接地环路，如下图所⽰, 通常信号源和系统之间的距离可达数⽶⾄数⼗⽶，由于⼤地电阻和地电流的影响，将使这两个接地点之间存在电位差——地电压G V 。

由等效电路下图（b ）可见，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V ，⽽且N V ⼤⼩⼏乎接近G V ，因此其影响不可忽略。

为了避免形成接地环路产⽣⼲扰，应改为⼀点接地，并保持信号源与地隔离，如上图（a ）所⽰。

图中Rsg 为信号源对地的漏电阻，由等效电路上图（b ）可见，由于Rsg ⾮常⼤，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V 将远远⼩于G V ，⽐信号源接地时的⼲扰电压⼤有改善。

测控电路(第7版)课件：执行器控制与驱动电路

执行器控制与驱动电路
29
2、细分环形分配电路
在环形分配电路的基础上，将译码器替换成了存储器、DA转换器和PWM电路。根据二进制可逆计数器的技术结果，在存储器中查表，输出对应的数字电压信号，并通过DA转换器输出为模拟电压信号。然后，通过PWM电路和栅极驱动电路，转换成控制逆变电路的PWM信号。
执行器控制与驱动电路
6
9.2 功率放大电路
9.2.1 直流负载功率放大电路 9.2.2 互补功率放大电路 9.2.3 桥式推挽功率放大电路
9.2.1 直流负载功率放大电路
执行器负载为单极性时，可采用直流负载功率放大电路，包括电压输出型和电流输出型两种形式。
执行器控制与驱动电路
8
9.2.2 互补功率放大电路
执行器控制与驱动电路
31
➢ DRV8825芯片
»该芯片其内部集成了两组PWM发生器、栅极驱动器、DA转换器和全桥逆变电路，只需要简单的配置外围电路，即可用于两相单4拍步进电机的控制和驱动。
第1章绪论
32
本章结束
* 感谢聆听*
26
9.5.2 直流电动机的控制与驱动电路
直流电动机控制与驱动电路由PWM 控制电路和逆变电路两部分组成
执行器控制与驱动电路
27
9.5.3 步进电机的控制与驱动电路
步进电机的控制与驱动电路由环形分配电路和多路逆变电路组成
执行器控制与驱动电路
28
1、环形分配电路
环形分配电路主要由二进制可逆计数器和译码器构成
执行器控制与驱动电路
30
3、单片集成的步进电机控制与驱动器
单片集成的步进电机控制与驱动器芯片集成了细分环形分配电路、驱动电路、逆变电路、保护及诊断电路等。常见的步进电机控制与驱动器芯片包括 Allegro公司的A39XX系列和A49XX系列、德州仪器（TI）公司的DRV88XX 系列、意法半导体（ST）公司的L62XX系列和L64XX系列、东芝公司的 TB67S109AFTG等。

测控电路(第7版)课件：传感器接口

测控电路
传感器接口电路
2.1传感器类型
2.2信号调理电路
2.3线性化
2.4传感器接口实例
本章知识点
无源传感器及有源传感器的基本原理及组成形式
电桥信号调理电路及调频信号调理电路
电压源信号调理电路及电流源信号调理电路
传感器接口电路的线性化技术
传感器接口电路
3
2.1传感器类型
2.1.1典型无源传感器
场阻力达到平衡时，接触热电势就会达到一个稳定值，电势由如下式子得出：
k—玻尔兹曼常数，k=1.381×10-23J/K；
kT nA T

e AB T
ln
e
nB T
e—电子电荷量，e=1.602×10-19C；
T—结点处的绝对温度（K）；
nA(T) ，nB(T) —材料A，B在温度T时的自由电子浓度。
传感器接口电路
13
1. 热电效应传感器
将A，B两种不同导体材料两端相互紧密连接在一起，组成一个闭合回路，
这样就构成了一个热电偶。当两节点温度不同时，回路中就会产生电势。热
电偶温度保持不变一端成为自由端或冷端，另一端成为测量端或热端。通过
测量接触电势的大小推算测量端的温度。
A
T0
T
e AB T
Ra Rb
1/ Rn jwCn
LX Ra Rb Rn
Rb
RX
Ra
Rn
传感器接口电路
27
2.2.2.2调频信号调理电路
调频信号调理电路可以将无源传感器的阻抗变化量转换为基于振荡电路的频
率变化量。
• 振荡器电路通常根据其电路设计的不同产生特定频率的信号。低频振荡

测控电路

测控电路测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。

本书主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。

包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辩向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。

本教材不是一般意义上电子技术教程的深化与提高，而是着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其他要求来选用和设计电路。

"前言第一章绪论第一节测控电路的功用第二节对测控电路的主要要求一、精度高二、响应快三、转换灵活四、可靠性与经济性第三节测控电路的输入信号与输出信号一、模拟式信号二、数字式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二、控制电路的基本组成第五节测控电路的发展趋势第六节课程的性质、内容与学习方法思考题与习题第二章信号放大电路第一节测量放大电路一、基本要求与类型.二、稳零放大电路三、高输入阻抗放大电路四、高共模抑制比较放大电路五、电桥放大电路六、电荷放大电路七、单片集成测量放大器第二节增益调整与切换以及线性化电路一、增益调整电路二、可编程增益放大电路三、线性化电路第三节隔离放大电路一、基本原理二、通用隔离放大电路三、程控增益隔离放大电路第四节功率放大电路一、基本电路二、组合式功率放大电路三、单片集成功率放大器思考题与习题第三章信号调制解调电路第一节调制解调的功用与类型第二节调幅式测量电路一、调幅原理与方法二、包络检波电路三、相敏检波电路第三节调频式测量电路一、调频原理与方法二、鉴频电路第四节调频式测量电路一、调频原理与方法二、鉴相电路第五节脉冲调制式测量电路一、脉冲调制原理与方法二、脉冲调制信号与方法三、脉冲调制测量电路应用举例思考题与习题第四章信号分离电路第一节滤波器的基本知识一、滤波器的类型二、模拟滤波器的传递函数与频率特性三、滤波器特性的逼近第二节 RC有源滤波电路一、压控电压源型滤波电路二、无限增益多路反馈型滤波电路三、双二阶环滤波电路四、有源滤波器设计第三节集成有源滤波器一、开关电容滤波原理二、集成有源滤波芯片介绍第四节跟踪滤波器一、压控跟踪滤波器二、变频跟踪滤波器第五节数字滤波器简介一、数字系统频域分析二、数字滤波原理简介三、数字滤波器的实现思考题与习题第五章信号运算电路第一节加减运算电路一、加法运算电路二、减法运算电路第二节对数、指数及乘除运算电路一、对数运算电路二、指数运算电路三、乘除和乘方、开方运算电路第三节微分积分运算电路一、积分运算电路二、微分运算电路三、PID电路第四节常用特征值运算电路一、绝对值运算电路二、平均值运算电路三、峰值运算电路四、有效值运算电路第五节复杂运算电路一、反函数运算电路二、任意函数电路三、解微分方程运算电路思考题与习题第六章信号转换电路第一节采样保持电路一、基本原理二、模拟开关三、采样保持实用电路第二节电压比较电路一、电平比较电路二、滞回比较电路三、窗口比较电路第三节电压频率转换电路一、V/f转换器二、f/V转换器第四节电压电流转换电路一、I/V转换器二、V/I转换器第五节模拟数字转换电路一、D/A转换器二、A/D转换器思考题与习题第七章信号细分与辨向电路第一节直传式细分电路一、四细分辨向电路二、电阻链分相细分三、微型计算机细分四、只读存储器细分第二节平衡补偿式细分一、相位跟踪细分二、幅值跟踪细分三、脉冲调宽型幅值跟踪细分四、频率跟踪细分——锁相倍频细分思考题与习题第八章逻辑控制电路第一节二值可控元件驱动电路一、功率开关驱动电路二、继电器与电磁阀驱动电路三、步进电动机驱动电路第二节可编程逻辑器件一、可编程阵列逻辑PAL二、通用阵列逻辑GAL思考题与习题第九章连续信号控制电路第一节导电角控制逆变器一、120°导电角控制逆变器二、180°导电角控制逆变器第二节脉宽调制（PWM）控制电路一、脉宽调制控制电路的工作原理二、典型脉宽调制电路三、PWM功率转换电路四、同步式与异步式脉宽调制控制电路第三节变频控制电路一、基本原理和分类二、控制方式和特性三、AC-AC变频器四、AC-DC-AC变频器五、脉宽调制型变频控制电路第四节程控电源一、程控相控型电源二、程控交流稳定电源思考题与习题第十章测控电路中的抗干扰技术第一节电磁干扰一、干扰与噪声源二、干扰与噪声的耦合方式三、干扰与噪声抑制的一般措施第二节屏蔽、接地、隔离、布线与灭弧技术一、屏蔽技术二、接地技术三、隔离技术四、布线技术五、灭弧技术第三节电源干扰的抑制一、电网干扰抑制技术二、电源稳定净化技术思考题与习题第十一章典型测控电路分析第一节温度测量与控制系统一、温度、压力测控仪二、半导体激光电源的温度控制电路第二节数控机床的速度、位移测控系统一、速度控制二、位置控制思考题与习题参考文献。

测控电路(第7版)绪论

绪论
11
精度高——测控永恒主题
低噪声与高抗干扰能力★
• 选用低噪声器件、合理布线、隔离、屏蔽 • 信号的调制解调 • 高共模抑制比电路
低漂移、高稳定性★ 线性度与保真度好
• 输入输出间具有线性关系，良好的频率特性
有合适的输入与输出阻抗
• 要求电路的输出阻抗与后级的输入阻抗相匹配
绪论
精
12
动态性能好
模数与数模转换电量参数的形式量程的变换信号的处理与运算
绪论
灵
14
可靠性高
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命有关的系统中；
可靠
电路的集成度越来越大。
绪论
15
1.6 测控电路的输入信号与输出信号
输入信号：传感器的输出信号输出信号：送显示机构、执行机构或计算机信号类型
(3)开关信号输出只有0和1两种状态（开关、通断、亮暗）
绪论
21
1.7测控电路的发展趋势
优质化微型化集成化系统设计观数字化通用化模块化智能化
绪论
22
本章结束
* 感谢聆听*
现代的生活、办公器械也越来越多地依赖于测量。
绪论
8
1.4测控电路与测控系统
测控系统组成
• 传感器：高质量获取信息
• 测控电路：根据控制特性需要，
进行控制器的电路实现
✓ 电路是最灵活的，便于放大、传输、转换、选取所需信号、适应不同测控任务要求；测控系统的性能在很大程度上取决于测控电路。
传感器
• 执行器：根据执行机构特性产生调制解调
绪论
3
1.1测量与电子学

测控电路课后习题答案

实例三：液位测控电路
0 电路组成：由传感器、放大器、比较器和执行机构等组成
1 0
实例应用：可用于化工、石油、食品等行业的液位测控
3
பைடு நூலகம்工作原理：传感器将液位信号转换为电信号，放大
0
器将信号放大后送至比较器与设定值进行比较，根
2
据比较结果控制执行机构动作，实现液位的自动控
制
0 电路特点：结构简单、可靠性强、易于实现自动化控制
习题二答案
• 题目：简述测控电路的基本组成。答案：测控电路的基本组成包括传感器、信号调理电路、转换电路和执行机构。传感器负责采集被测量的信息，信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，转换电路将模拟信号转换为数字信号，执行机构则根据控制信号对被控对象进行控制。
• 答案：测控电路的基本组成包括传感器、信号调理电路、转换电路和执行机构。传感器负责采集被测量的信息，信号调理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波等处理，转换电路将模拟信号转换为数字信号，执行机构则根据控制信号对被控对象进行控制。
采集电路：放大器、滤波器、模数转换器等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
采集方法：直接采集和间接采集
采集注意事项：保证信号的准确性和可靠性
信号的放大与滤波
信号放大：通过电子元件将微弱信号进行放大，以便于测量和控制滤波：利用滤波器对信号进行筛选，去除噪声干扰，提取有用信号
信号的转换与输出
信号的转换：将输入的模拟信号转换为数字信号，便于计算机处理
分
添加标题
工作原理：压力传感器将压力信号转换为电信号，经过信号调理电路处理后，再通过A/D转换器转换为数字信号，最后由微控制器进行数据处理

(完整版)测控电路课后习题答案

第一章绪论1- 1 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，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，输出能控制执行机构动作的信号。

在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。

测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。

1- 2 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？影响测控电路精度的主要因素有：（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。

其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。

1- 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？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。

它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。

幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。

1- 4 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，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。

测控电路_复习

第一章绪论
第一节第二节第三节第四节测控电路的功用对测控电路的主要要求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
本章基本概念
1.
对测控电路的主要要求（精度高；高的输入阻抗和低的输出阻抗；响应速度快和动态失真小；转换灵活；可靠性与经济性）；影响测控电路精度的主要因素（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）；
基本微分电路的微分方程、微分器的阶跃相应；
二、推导、分析和计算
练习：5-1，5-2，5-3，5-4
第五章
信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-2.试设计一个能实现加减混合运算的电路。
1 1 U o U i1 U i 2 U i 5 U i1 U i2 U i3 5 5
6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。
答：常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、 V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/ 模）转换器等。采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。 V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号。 V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。模/数转换器在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）。

测控电路07

2 1 2 2
u2 uo
ER1 R1 R2
arctan R1 R2

u1
ER2 R1 R2
输出电压uo可写作 uo uom sin(t )
改变R1和R2的比值，可以改变，也就改变了输出电压的相位。电阻比的改变也改变了输出电压幅值uom；矢量uo的终点沿直线运动；=45时，uom有最小值。
=0～90第一象限的情况如此。电路两端若接cost和sint，可以得到第二象限各相输出电压；接-cost和-sint，可以得到第三象限各相输出电压；接-cost和sint，可以得到第
四象限各相输出电压。不同相的输出电压信号经电压比较器整形为方波，然后经逻辑电路处理即可实现细分。
36o
2. 电阻链五倍频细分电路
电压比较器将10路移相信号与参考电阻移相网络 Esinω t 56k 33k 18k 24k 12kΩ 电平UR相比较，将正弦信号转化为 Ω Ω Ω Ω 比较器方波信号。
电压比较器一般接成施密特触发电逻辑电路路的形式，使其上升沿和下降沿的 18k 24k 56k 33k 移相电阻的取值触发点具有不同的触发电平，这个 Ω Ω Ω Ω 12kΩ Ecosω t 24k 33k 56k 18k 首先应满足下式电平差称为回差电压。让回差电压 Ω Ω Ω Ω 并尽可能兼顾到大于信号中的噪声幅值，可避免比电阻系列的标称较器在触发点附近因噪声来回反转，阻值：回差电压越大，抗干扰能力越强。 arctan R1 R2 33k 24k 18k 56k 但回差电压的存在使比较器的触发 Ω Ω Ω Ω -Esinω t 点不可避免地偏离理想触发位置，造成误差，因此回差电压的选取应该兼顾抗干扰和精度两方面的因素。从比较器得到的10路方波信号再经过异或门逻辑组合电路，在3和4端获得两路相位差 U 为90的五倍频方波信号

测控系统电路课程设计

测控系统电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握测控系统电路的基本原理，理解各类传感器的工作机制及其在测控系统中的应用。

2. 使学生了解信号调理电路的组成、功能及设计方法，能够运用相关知识对简单测控系统进行电路设计。

3. 引导学生掌握数据采集、处理与传输的基本方法，了解测控系统在工程实践中的应用。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建简单的测控系统电路，具备实际操作能力。

2. 培养学生运用仿真软件对测控系统电路进行仿真分析，提高解决问题的能力。

3. 培养学生具备团队协作能力，能够与他人共同完成复杂的测控系统电路设计与调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对测控技术产生浓厚兴趣，激发其创新意识。

2. 培养学生严谨、务实的学术态度，养成勤奋好学的学习习惯。

3. 引导学生关注测控技术在现实生活中的应用，认识到科学技术对社会发展的推动作用。

课程性质分析：本课程为实践性较强的学科，旨在通过理论教学与实际操作相结合，使学生掌握测控系统电路的设计与应用。

学生特点分析：学生具备一定的电子技术基础，对测控技术有一定了解，但缺乏实际操作经验，需要通过本课程的学习提高实践能力。

教学要求：1. 注重理论与实践相结合，强化学生的实际操作能力。

2. 结合生活实际，激发学生学习兴趣，提高教学效果。

3. 引导学生通过团队协作，培养沟通与协作能力。

二、教学内容1. 测控系统概述：介绍测控系统的基本概念、发展历程、应用领域，使学生了解测控系统的重要性。

教材章节：第一章测控系统概述2. 传感器及其应用：讲解各类传感器的原理、特性及其在测控系统中的应用。

教材章节：第二章传感器及其应用3. 信号调理电路设计：阐述信号调理电路的组成、功能及设计方法，包括放大、滤波、线性化等。

教材章节：第三章信号调理电路4. 数据采集与处理：介绍数据采集的基本原理、硬件设备、软件编程及数据处理方法。

教材章节：第四章数据采集与处理5. 数据传输技术：讲解测控系统中常用的数据传输技术，如串行通信、网络通信等。

测控电路(第7版)课件：信号转换电路

应用：在调频（电压调频），锁相和A/D变换等许多技术领域得到非常广泛的应用。
指标：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度误差和温度系数等
信号转换电路
32
7.4.1 V/f 转换电路
积分复原型
复原开关
V
R3
R1 ui
积分器
R2
C
∞ -
+ + N1
uC
R4
∞
-
uP
+ + N2
7.1 模拟开关
模拟开关是在电路中用于实现模拟信号通与断的电子开关器件，它的作用类似于机械式转换开关，信号电流从输入端流到输出端，其信号传送方向可以是双向的.
模拟开关通常有三个端子：控制端C、信号输入端I及输出端O。I/O可以互换的为“双向开关”。
常用的模拟开关元件包括二极管开关、双极型晶体管开关、结型场效应晶体管（JFET）开关、MOS型场效应晶体管（MOSFET）开关等
在导通状态下，该电路的传递函数为：
开关的极点影响电路的带宽，为了使带宽最大化，开关应具有低输入电容、
低输出电容和低导通电阻。在关断状态下CDS会把输入信号耦合至输出端，导致开关隔离性能劣化，关断隔离度随输入频率增大而下降。就此误差源而
言，解决方法是选择CDS尽量小的开关。
CDS
S
D
uo
ui
Ron
CD
ui
+
uo
UR
-
阈值电压： UT =UR
即ui
UT
U
时，输出电压翻转
R
uo
ui U R ui U R
uP uN ui U R 0 uP uN ui U R 0

测控电路与器件课件

由于基本差分放大器的输入阻抗较低，它的应用受到很大的限制，通常它用于构成下面要介绍的仪用放大器。集成化的差分放大器具有更好的性能，主要是共模抑制比和温度性能。这类芯片也有很多，如INAl05，INAl06，INAll7。
1.1.2 仪用放大器
仪用放大器是一种在传感器接口电路中，经常要用到的差分放大器。这类放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比，精度高、稳定性好，经常用于精密仪器电路和测控电路中，故称为仪用放大器。图1-8所示为并联差分输入仪用放大器（三运放电路）。
1.2.2 电压/频率变换与频率/电压变换
电压/频率变换电路（VFC）：也称为频率调制（FM）、压控振荡器（VCO）、准模/数转换电路。频率/电压变换电路（FVC）：也称为鉴频器、准数/模转换电路。
1. 电压/频率变换电路
绝大多数的电压／频率变换电路都可采用图1-26的原理框图来说明。
图中模拟开关在比较器输出的控制下将输入信号输入到积分器，积分器通常采用线性积分电路，积分器的输出与参考电压UR相比较，当积分器的输出达到时，比较器翻转，其输出控制模拟开关切换到uF，是与uI相反的电压,且幅值较高；或者模拟开关把积分器短路，使积分器的输出迅速回零。
1.1.3 隔离放大器
所谓隔离放大器，是指前级放大器与后级放大器之间没有电的联系，而是利用光或磁来耦合信号。它可以提高系统的抗干扰性能、安全性能和可靠性，现代测控系统经常采用隔离放大器。目前用得较多的是利用光来耦合信号。用光来耦合信号的器件叫光电耦合器，其内部有作为光源的半导体二极管和作为光接收的光敏二极管和三极管。如图1-9给出了常见的几种光电耦合器的内部电路。
若将电流源接人运算放大器的反相输入端，并忽略运算放大器本身的输入电流，则有

测控电路(第7版)课件：信号运算电路

实现输入信号相加，且输入输出同相，系数调整不易
信号运算电路
Rf
N
uo
叠加定理
9
6.2.2 反相加法电路
uo1 uo2
Rf R1 Rf R2
ui1 ui 2
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
实现输入信号相加，且输入输出反相，系数单独可调，输入阻抗低
信号运算电路
Rf
ui1
R1
ui2
信号运算电路
41
6.6.2 常用微分电路
iC
C
duc dt
=C
dui dt
uo R
uo
RC
dui dt
iC
iR R
C ui
∞
－
+
+N
uo
微分常数：TD RC，TD越大微分速度越快，微分作用越弱
a)基本微分电路
信号运算电路
42
微分电路应用
• 若输入为正弦： ui sin t
uo RC cost RC sin(t 90 )
6.3.1 对数运算电路 6.3.2 指数运算电路 6.3.3 基于对数/指数运算的乘法/除法运算电路 6.3.4 变跨导乘法运算电路 6.3.5 乘方和开方运算电路 6.3.6.集成乘法运算电路
6.3.1 对数运算电路
在自然界，人们的听觉和视觉都是对数特性的，光经过介质的衰减也是对数特性的，阻容电路的充、放电的过程是指数特性的。
u1 u2
R3
V2
∞ -
+
+ N2
uo2 R2
∞ -
+
+ N3
uo3 V3

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(第7版)课件：信号放大电路

ui1
+
∞
+
uo1
- N1
R1
IR
-
ui2
信号放大电路
∞
+
+ N2
R2
uo2
∞
+
+ N3
R0
-
R5
R3
ou
R6
R4
19
第一级
iR1 iR 0 iR 2
uo1 (1
uo2 ui2 ui2 ui1 ui1 uo1

R2
R0
R1
ui1
+
uo1
- N1
R1
×
R1
R
R
R
)ui1 1 ui2，uo2 (1 2 )ui2 2 ui1
✓ 强干扰、强辐射；
✓ 生物仪器
信号放大电路
25
1、基本原理
组成及符号
• 隔离放大器由输入放大器、输出放大器、隔离器以及隔离电源等组成。
Riso—隔离电阻
Ciso—隔离电容
Uiso—隔离电压
信号放大电路
26
1、基本原理
组成及符号
• 输入放大器及其电源浮置，放大器输入端浮置，泄漏电流极小，输入端到公共端的电
测控电路
信号放大电路
3.1 基本放大电路
3.2 高共模抑制比放大电路
3.3 低漂移放大电路
3.4 高输入阻抗放大电路
3.5 电荷放大电路
3.6 电流荷放大电路
3.7 电桥放大电路
3.8 增益调整放大电路
本章知识点
基本放大电路
高共模拟制比放大电路
低漂移放大电路

《测控电路》课件

频率和周期测量电路
总结词
实现频率和周期测量的电路
详细描述
频率和周期测量电路是用来测量电路中信号的频率和周期的电路，通常由示波器和频率计组成。通过测量信号的波形和周期，可以计算出信号的频率和周期。
电阻、电容、电感测量电路
总结词
实现电阻、电容、电感测量的电路
详细描述
电阻、电容、电感测量电路是用来测量电子元件的电阻、电容和电感值的电路，通常由测试信号源和测量仪表组成。通过测量电子元件的阻抗值和频率响应，可以计算出其电阻、电容和电感值。
了更多可能性。
医疗物联网
测控电路在医疗仪器中还起到校准作用，确保仪器测量结果的准确性。同时，通过对仪器运行状态的监测，可及时发现潜在故障，便于维护保养。
07
总结与展望
本课程的主要内容总结
01
02
03
04
信号的测量与处理
介绍了信号的采集、调理和变换技术，以及信号的频域和时
域分析方法。
控制系统基础
提高测控电路精度的措施
选择高精度元件和设备
使用高质量的元件和设备是提高测控电路精度的基本措施。
优化电路设计
通过合理的电路设计和布局，减小信号传输过程中的损失和干扰，从而提高测量精度。
实施温度补偿
对于受温度影响较大的元件，采取温度补偿措施可以减小温度变化对测量结果的影响。
加强数据处理和校准
对测量数据进行合理的数据处理和校准，可以减小随机误差和系统误差的影响。
06
实际应用案例分析
工业自动化生产线控制系统
自动化生产线控制
测控电路在工业自动化生产线控制系统中发挥着关键作用。通过测控电路，可以实时监测生产线上各设备的状态，确保生产流程的顺利进行。