现代测控电子技术第一章.ppt

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1、现代测控电子技术主讲人周严第一章绪论1.1概述1.什么是现代测控电子技术是现代电子技术在测量与控制系统中具体应用的电子技术。其特点是强调电路与测量、控制对象的结合。其内涵包括测量系统的信号调理电路、测控系统中的信号采集电路及控制电路。具体涉及：①非电量测量电路②电量测量电路③电力电子电路（含功率放大电路）④驱动与控制电路⑤生物医学测量电路⑥微弱信号检测电路⑦数据采集系统测控电路2.现代测控电子技术在仪器科学的作用与地位图1.1.1现代测控系统的基本组成计算机系统传感器信号调理电路数字化电路显示系统驱动电路执行机构信号调理电路、数字化电路、计算机电路和驱动电路统称

2、为测控电路。信号调理电路的作用是将传感器转换来的电量进行放大、整形使之成为后续电路易于处理的信号。数字化电路的作用是将信号调理电路变换过来的连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号，供计算机识别及处理。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、打印或绘图，另一方面经算法运算过的控制信号经驱动电路驱动执行机构。驱动电路用于驱动执行机构进行相应的动作实现控制。测控电路的主要作用有三个方面：①实现信号的二次变换。②实现被测信号的数字化。③实现执行机构的驱动。现代测控电路不是独立存在于测控系统中

3、的某个环节，它已融入测控系统的各个环节，并在其中发挥重要的作用，离开测控电路，测控系统是无法实现的。测控电路具有多样性的特点，在设计上灵活性很强，测控电路位于二次仪表的最前级，对测量的准确度起决定作用，因此，测控电路是现代测控系统的关键及难点所在，在现代测控技术中占据极其重要的地位。1.2现代测控电子技术的要求、发展现状及发展趋势1.现代测控系统对测控电路的要求1）高精度指测控电路能够线性地、不失真地、准确地将传感器输出信号变换成易于处理的信号。2）高灵敏度、高分辨力电路的灵敏度是指输出变化量与引起该变化的输入变化量的比值。其实质是电路的增益，灵敏度k越高，其增

4、益越大。分辨力是指电路能够检测出的最小输入量。高分辨力是高灵敏度的前提条件。3）响应快实时动态测量已成为测量技术发展的主要方向，动态测量的特点是宽动态范围，要求测控电路具有宽频带，快响应的特性。4）转换灵活为适应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。①模数与数模转换；②信号形式的转换；③量程的转换；④信号的选取；⑤信号的处理与运算。5）可靠性可靠是指测控电路无故障工作，一般用平均无故障工作时间来衡量。现代测控系统是现代装备的有机组成部分，其可靠性与测控系统密切相关，其中测控电路的可靠性是重要的因素。2.现代测控电子技术的发展状况及趋

5、势1）集成化、专用化以往由分立元件和通用芯片构成的测控电路，可以集成成为专用芯片实现相应的测控功能，缩小了体积，简化了测控电路的设计，并且其性能指标和可靠性大大提高，这将是今后测控电路发展的主流方向。2）数字化数字化在信息传输、信息处理、信息存储和集成化等方面具有明显的优势，因此数字化是测控电路的必然发展趋势。但是数字化不可能完全取代模拟电路，在发展数字化的同时更要强化模拟电路技术的研究，使两者紧密融合。3）测控一体化测量的目的不仅仅为了获取信息，更重要的是为了控制机器或系统的行为动作。测量与控制相互交融，融为一体的闭环系统是测控系统的主要发展方向。4）自动化与

6、智能化现代控制系统不仅要求能自动控制，而且要求它能在复杂的情况下自行判断、具有自学习、自动诊断故障、自动排除故障、进行自适应控制，乃至自动生成新知识的功能。这也是测控电路发展的一个重要方向。