传感器与信号调理电路

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1、传感器与信号调理电路（2学时）训练目的建立对测试系统的初步认识。掌握一种常用的信号调理器件——运算放大器。了解常用信号调理电路的基本输入输出特性。设备与器材信号发生器双踪示波器自制电路板各色导线若干测量系统的构成传感器：能感受规定的被测量，并按一定规律将其转换成可用信号的器件或装置；信号调理电路：对传感器的输出信号施行一定预处理的装置，使信号适于显示或控制。传感器本质：将被测量从一种能量形式转换成另一种能量形式，并作为可用信号输出；狭义的传感器：被测量电信号；分类：按输入端被测量分：力，温度，转速，位移等按转换原理分：应变式，

2、差动式等按输出量分：模拟式，数字式。信号调理电路传感器的输出信号往往很微弱，或波形不适当，或信号形式不适合，不能直接用于工业系统的状态显示和控制。解决：利用信号调理电路，实现信号放大预滤波整形电流－电压转换频率－电压转换等；测量同一被测量：不同的测量方法不同的传感器及相应的信号调理电路。直流电源测量系统信号调理电路实验室中测量系统的组成现场物理量传感器可用信号显示装置信号发生器示波器控制装置万用表为系统各部分供电产生标准信号调试和维修时，模拟传感器的输出信号测量并显示电路中不同点的信号运算放大器简称运放，是一种包含许多晶体管

3、的集成电路，常用于信号调理；具有高放大倍数，高输入电阻，低输出电阻能完成加、减、乘、除、微积分等多种运算而被称为运算放大器。当然应用范围远不止运算。运算放大器运算放大器有两个输入端：同相输入端（Uo相位总与U+相同）反相输入端（Uo相位总与U-相反）一个输出端；直流偏置电压输入端输出端放大的含义：输出是输入的若干倍运算放大器的外特性工作特性曲线0UdUoE+E-正向饱和反向截止线性放大区运放的Ud-Uo特性曲线Uo∈(E-,E+)ε-εUsat-Usat理想运算放大器运算放大器的一种等效电路：理想情况：输入电阻ri无穷大放大倍数

4、A无穷大理想运算放大器在输入一侧考虑电压关系时：反相输入端与同相输入端的电压相等，称为“虚通”或“虚短”；在输入一侧考虑电流关系时：反相输入端与同相输入端之间的电流为零，称为“虚断”。工作方式：单端输入与差动输入单端输入方式一端接输入信号（同相输入/反相输入），另一端接地（或通过电阻接地）差动输入方式（双端输入）输入信号U+和U-同时加在同相端和反相端上Ud＝U+－U-工作方式：开环方式与反馈方式开环方式输出端与输入端之间除地线外没有连接；反馈方式（闭环方式）有信号从输出端经过某种电路回到输入端，构成反馈回路。反相放大器UN=0

5、N点常称“虚地”点虚断虚短i1=i2，uP=0uP=uN=0工作方式：单端、反馈同相放大器虚断虚短i1=i2ua=ui工作方式：单端、反馈电压跟随器虚断虚短ua=uiua=uouo=ui工作方式：单端、反馈差动放大器请同学们自己推导工作方式：差动、反馈运算放大器及其芯片运算放大器的符号以及常见的运算放大器：管脚起始朝左管脚序号逆时针方向增长！！OP07LM324_+训练内容1：反相放大器的测试用OP07构成反相放大电路；输入信号ui：正弦波，f=2kHz，直流电平为0V，uip-p=0.4V、1.8V、2.5V；双踪观察输入输出

6、波形并记录；计算放大倍数，并在波形上标示出现饱和现象的位置。训练内容2：同相放大器的测试用OP07构成同相放大电路；输入信号ui：正弦波，f=2kHz，直流电平为0V，uip-p=0.4V、1.8V、2.5V；双踪观察输入输出波形并记录；计算放大倍数，并在波形上标示出现饱和现象的位置。训练内容3：电压跟随器的测试用OP07构成电压跟随器电路；输入信号ui：正弦波，f=2kHz，直流电平为0V，uip-p=0.5V；双踪观察输入输出波形并记录；训练电路板简介提示确认电路板上OP07的引脚位置，如果接错电源，会烧毁芯片。双极性电源的

7、接法+I－+II－+10V10V10V-10V使用“跟踪”和电路中的接地连在一起！！！作业完成课后思考题预习力的测量