《气象仪器精品课程》ppt课件

《《气象仪器精品课程》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、气象仪器主讲人：第二章智能仪器基础2021/8/92概述2.1传感器与信号调理2.2模/数转换技术2.3微控制器2.4人机接口2.5低功耗设计2.6数据处理技术2.12021/8/932.1概述随着微电子技术的不断发展以及单片机的问世，以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器。操作自动化具有自测功能具有数据处理功能具有友好的人机对话能力具有可程控操作能力智能仪器的功能特点智能仪器发展趋势1微型化2多功能3人工智能化4融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的Inter

2、net接入（网络化）5智能仪器发展的新阶段----虚拟仪器第二章智能仪器基础2021/8/95概述2.1传感器与信号调理2.2模/数转换技术2.3微控制器2.4人机接口2.5低功耗设计2.6数据处理技术2.12.2传感器与信号调理2021/8/96信号调理是将实际存在的电压、电流、声音、图像、温度、压力等连续变化的模拟信号进行放大、滤波、隔离等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。传感器与信号调理传感器是指能把物理化学量转变成便于利用和输出的电信号，用于获取被测信息，完成信号的检测和转换的器件。Text4结构型物理型能量转化型能量控制

3、型传感器的分类按被测物理量按传感器与被测量间能量转换关系2.2.1传感器2021/8/97Text3按传感器工作或信号转换原理力、速度、温度传感器等传感器的选择2021/8/981)测量对象与测量环境2)灵敏度3)频率响应特性4)线性范围5)稳定性6)精度合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。2.2.2信号调理2021/8/99信号调理滤波……放大去噪主要针对前置放大器部分加以阐述传感器输出的信号

4、不可避免的包含杂波信号，幅度也不一定适合直接进行数模（A/D）转换，需要将传感器的信号进行调理。完成滤波、幅度变换等调理功能的电路称为信号调理电路。仪用放大器2021/8/910仪用放大器是一种具有精密差动电压增益的器件。由于其具有高共模抑制比、高稳定增益、高输入阻抗、低输出阻抗、低温漂、低失调电压等优点，因此，非常适合于微弱信号的放大，以及有较大共模干扰的场合。为了提高电路的抗共模干扰能力和抑制漂移的影响，电路采用上、下对称结构,仪用放大器的闭环增益为集成仪用放大器2021/8/911美国AD公司提供的AD521/522、AD612

5、/605等测量放大器；BB公司的INA114/118；Maxim公司的MAX4195/4196/4197等。管脚OFFSET(4,6脚)脚用来调节放大器的零点，调整方法是将这两个端子接到一个10电位器的固定端，电位器的滑动端接到负电源上，如图2-2（b）所示，放大器的放大倍数A：程控增益放大器2021/8/9121）程控同相放大器信号从同相端输入，电阻网路接在运放反相端与输出端之间，当CD4051的端接通时，电路是一个跟随器，当其他端如第j端接通时，电路增益为2）程控反相放大器结构简单，电阻网络接在运放的反相输入端与输出端之间，输入电

6、阻不随增益的变化而变化。缺点是模拟开关的导通电阻及其漂移会影响增益的精度。（a）同相程控增益放大器(b)程控反相增益放大器隔离放大器2021/8/913隔离放大器将输入、输出及电源在电流和电阻上进行隔离，使之没有直接耦合的测量放大器。主要用于要求共模抑制比高的、模拟信号的传输放大中，可在模拟信号进入采集系统之前，用隔离放大器进行隔离放大。特点(1)能保护系统元器件不受高共模电压的损害，防止高压对低压信号系统的损坏。(2)泄漏电流低，对于测量放大器的输入端，无需提供偏流返回通路。(3)共模抑制比高，能对直流和低频信号（电压或电流）进行准

7、确、安全的测量。第二章智能仪器基础2021/8/914概述2.1传感器与信号调理2.2模/数转换技术2.3微控制器2.4人机接口2.5低功耗设计2.6数据处理技术2.12.3模/数转换技术由于实际测量对象往往都是一些模拟量(如温度、压力、位移、等)，要让微处理器识别、处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号，也就是模/数（A/D）转换。通常A/D转换的过程包括采样、保持和量化、编码两大步骤。采样：是指周期地获取模拟信号的瞬时值，从而得到一系列时间上离散的脉冲采样值。保持：是指在两次采样之间将前一次采样值保存下来，使其在量化编

8、码期间不发生变化。量化：将采样保持电路输出的模拟电压转化为最小数字量单位整数倍的转化过程。编码：把量化的结果用代码(如二进制数码、BCD码等)表示出来的过程。2.3.1A/D转换器的主要技术指标2021/8/916线性