《信号调节器》PPT课件

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1、测试技术基础北京航空航天大学机械制造及自动化系周正干检测技术第七章信号调节器概述电桥信号的滤波线性化处理信号调节器7.1概述信号调节器的功能对传感器输出的原始信号或系统中某一环节的输出信号进行再加工，以满足下一环节输入要求的需要。信号调节器二.信号调节器的种类1.参量变换型：常用于参量型传感器，将电参量变换成电压和电流量。被测量参量型传感器电桥、谐振电路ΔR,ΔL,ΔCΔV,ΔI2.阻抗变换、幅度调节被测量发电型传感器放大、衰减、阻抗匹配、变换ΔU,ΔIV,I3.调制、解调被测量传感器解调调制放大、传送调制波输

2、出信号调节器4.品质调节：线性化处理—扩大测量范围，减少非线性失真；滤波—保持有用信号，消除干扰；倍频、细分—提高测量精度；5.A/D、D/A转换：与计算机相联系。信号调节器7.2测量电桥一.阻抗电桥的构成及平衡条件构成：如图所示，由四个阻抗构成四个桥臂。A和C接入电源E，B和D端为输出端。输出电压:桥臂阻抗可以是电阻、电感和电容式传感器。当被测量为某一初始值并未发生变化时希望电桥输出为0。信号调节器2.电桥的平衡条件z2z4-z1z3=0——称之为电桥平衡条件或者：z2z4=z1z3——即对边乘积相等若为复阻

3、抗平衡条件可改写为：z2z4=z1z3——模平衡条件——相位平衡条件信号调节器3．电桥的工作方式偏位法：电桥失衡，输出不平衡的电压，反应快。零位法：电桥失衡后，伺服机构调节调整臂阻抗，使输出恢复为零，调整量的大小与被测量成正比，精度高。当电桥的电源为直流时称之为直流电桥。显然直流电桥只能是纯电阻电桥。电源若为交流称之为交流电桥，交流电桥桥臂可为电阻、电感或电容。信号调节器二.电桥的特性1.电桥的电压灵敏度以单工作臂直流电桥为例设工作臂为R1，则：信号调节器通常用相对电压灵敏度对于输出对称电桥对于电源对称电桥对于

4、全等臂电桥对输出对称电桥和全等臂电桥，其灵敏度只与电源有关。若采用应变片作传感器，可根据应变片的额定电流适当选择电源。另外，电压灵敏度Sv是在△R<

5、小相等、方向相同的信号时，电桥输出不为0，感受大小相等、方向相反的信号时，输出为0。当相邻边感受大小相等、方向相反的信号时，电桥输出不为0；而感受大小相等、方向相同的信号时，输出为0。因此，我们把相对边称为同变输入端——工作时接入同变信号；把相邻边称为差变输入端——工作是接入差变信号。这样电桥才有最大输出。这就是电桥的接入特性。利用这一特性，通常电桥可用于信号分离、抑制干扰和温度补偿等，使输出信号保持为最大。下面举例说明。信号调节器信号调节器7.3信号滤波一.测试系统中的信号滤波1.什么是滤波在通过传感器获得的

6、信号中，常常混淆有许多其他频率的干扰。由于这些干扰的存在，有时得不到正确的测量值，甚至有时有用的信号被淹没在干扰噪声中。为了突出有用信号，抑制噪声干扰，我们就要对传感器获得的信号进行滤波。滤波的实质：就是对信号进行频率选择，完成滤波功能的装置称为滤波器。当信号通过滤波器时，信号中某些频率成分得以通过，其他频率成分的信号受到衰减或抑制。信号通过滤波器的过程，就称为对信号进行滤波。信号调节器例如：在机械加工中常常使用的电动轮廓仪来测量工件表面粗糙度。在测量过程中，电感传感器的测针沿被测表面滑过，这时，传感器输出的电

7、压信号中包含三种成分：（1）表面坡度信号x1(t)f1（2）表面粗糙度信号x2(t)f2（3）高频电气干扰x3(t)f3且f1

8、频率成分受到极大地衰减。信号调节器2)高通滤波器与低通滤波相反，从频率f1～∞，其幅频特性平直。它使信号中高于f1的频率成分几乎不受衰减地通过，而低于f1的频率成分将受到极大地衰减。信号调节器3)带通滤波器它的通频带在f1～f2之间。它使信号中高于f1而低于f2的频率成分可以不受衰减地通过，而其它成分受到衰减。信号调节器4)带阻滤波器与带通滤波相反，阻带在频率f1～f2之间。它使信号中