测控电路绪论

数控铣床控制系统
输 入 装 置 主 轴 控 制 单 元 Ｃ Ｎ Ｃ 装 置 Ｘ 轴 伺 服 单 元 Ｘ 轴 伺 服 电 机 主 轴 电 机 主 轴 反 馈 板
通 信 线 路
Ｘ 轴 反 馈Байду номын сангаас板
Ｙ 轴 伺 服 单 元
Ｙ 轴 伺 服 电 机
Ｙ 轴 反 馈 板
Ｚ 轴 伺 服 单 元
Ｚ 轴 伺 服 电 机
Ｚ 轴 反 馈 板
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。 进一步掌握各种电子器件和集成电路的工作原理、特性 及如何构成所需的功能电路。
课程介绍
课程要求：
理论学习掌握基本原理。 通过实验掌握合理选择和使用常用电子仪器、调试电路、 分析电路、测试电路性能和排除简单故障的能力。 并通过实验加深对理论内容的理解。
测量电路的基本组成
模拟式测量电路基本组成 数字式测量电路基本组成 增量码数字式测量电路基本组成 绝对码数字式测量电路基本组成 控制电路的基本组成 开环控制电路 闭环控制电路
模拟式测量电路基本组成
增量码数字式测量电路基本组成
绝对码数字式测量电路基本组成
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绝对码 译码 控制
理论课：85% （平时20% 实验：15% 期末80%）
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第一章
§1、测控电路的用途
绪论
§2、测控电路的信号类型 §3、测控电路的基本组成 §4、测控电路的基本要求 §5、测控电路发展趋势 §6、典型测控电路举例
§1、测控电路的用途
作用：
放大、滤波、转换、运算、传输、控制、驱动等 领域：
尽量减小关键部分温度变化（小电流、散热）
低漂移电路 影响长期稳定性的因素： 元器件的老化 接插件弹性疲劳
氧化引起的接触电阻变化
线性与保真度
Y
线性
X
A

频响特性
0 f
0
f
输入、输出阻抗
输入阻抗
输出阻抗
§5、测控电路的发展趋势
1、集成化
芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温 性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高， 使用更加方便 单列直插SIP 双列直插DIP 陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier) 塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier) 小尺寸封装SOP(Small Outline Package) 塑料四边引出扁平封装PQFP(PlasticQuad Flat Package)。 球栅阵列封装，BGA
抗干扰能力强 与计算机连接
4、测控一体化
5、自动化与智能化 6、网络化
§6、典型测控电路举例
自动传送和喂料系统
数控铣床
激光三维扫描仪
测控系统例一: 自动传送和喂料系统
测控系统例二: 数控铣床
数控铣床组成、原理与加工示例 数控铣床控制系统 数控铣床运动位置控制原理
数控铣床组成、原理与加工示例
开环控制电路
闭环控制电路
§4、测控电路的基本要求
精度高 响应快 转换灵活 可靠性 经济性
低噪声与抗干扰能力
选用低噪声器件 合理安排电路 合理布线与接地 适当屏蔽和隔离 前置放大置入传感器 信号调制 高共模抑制比电路
低漂移与高稳定性
选择温漂小的元器件
测控电路
measurement and control circuits
2013年3月 仪器科学与光电工程学院
课程介绍
课程性质:专业必修课
(测控电路、精密测量技术、光电检测技术、测控仪器设计) 课程任务： 熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，构 成测控系统。
学会运用电子技术，与光、机、计算机紧密配合，实现
输 出 装 置
数控铣床运动位置控制原理
Ｘ
位置控制
Ｘ
速度调节器
Ｘ
电流调节器 功率驱动 电流反馈
电网
位 置 指 令 速度反馈
工作台
伺服电机
位置检测
数控铣床运动位置控制原理
ＰＩ
Ｘ
ＰＩ
Ｘ
ＰＩ
Ｘ
电网
放大 滤波 隔离 驱动电路
位置控制
速度调节器
电流调节器 功率驱动 电流反馈
工作台
频率电压转换
速度反馈
伺服电机
CSP(Chip Size (Scale) Package)
MCM(Multi Chip Model) 系统级芯片SOC(System On Chip) 电脑级芯片PCOC(PC On Chip)
§5、测控电路的发展趋势
2、优质化（性能、可靠性、价格）
3、数字化
读数方便、客观
解决了量程与分辨率的关系
实验
相敏检波实验 光电信号传输处理实验 电机测量控制实验
5. 6. 7. 8. 9.
电路基本知识测试
一、电阻、电感、电容 1、写出电阻上的电压与电流在时域的关系。 2、写出电感上的电压与电流在时域的关系。 3、写出电容上的电压与电流在时域的关系。 二、二极管 1、说明二极管有哪些种类？ 2、举例说明每一种二极管典型电路连接。 三、三极管和场效应管 1、三极管工作状态有几种？ 2、说明三极管和场效应管的主要区别。 四、运算放大器 1、运算放大器主要技术指标有哪些，理想值为多少？ 2、设计放大倍数为3的运算放大器电路。 3、设计由运算放大器组成的过零比较器。
先修课程:
模拟电子技术 数字电路与逻辑设计 传感器
课程介绍
学时数：
总学时：48 讲授：36 实验：12
课程设计：3周 教材: 测控电路及应用，史红梅等，华中科技大学出版社，2011
参考教材:
1.测控电路，张国雄等，机械工业出版社，2011
2.现代电子技术及应用，刘国忠等，机械工业出版社，2010
3.现代测控电路，李刚等，高等教育出版社，2004
课程介绍
课程邮箱：
bistuckdl@yahoo.cn 答疑: 时间：周三下午2：30-5：00 地点：实验楼209 密码：88888888
联系方式:
邮箱：liuguozhong@bistu.edu.cn
课程介绍
课程成绩:
工业过程测量与控制、办公自动化、家用、医疗、航天、
交通、通讯等各个领域
§2、测控电路的信号类型
模拟信号
非调制信号（输入、输出） 调制信号（提高抗干扰能力、远距离传输） 数字信号 增量码信号（输入、输出） 绝对码信号（输入、输出） 开关信号（输入、输出）
§3、测控电路的基本组成
位置检测
光电转换 放大器 比较器 细分辩向电路 可逆计数器 调制解调等
测控系统例三: 激光三维扫描仪
课程学习内容
授课
1. 2. 3. 4. 绪论 信号放大电路 信号转换电路 信号处理电路 1) 比较电路 2) 运算电路 3) 调制和解调电路 4) 滤波电路 细分与辨向电路 控制输出电路 信号传输电路 电源电路 典型测控电路分析 1. 2. 3.