常用传感器原理及其测量电路.ppt

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1、传感器常用测量电路一集成运算放大器二电桥电路三滤波器四调制与解调这些处理手段称为信号调理传感器常用测量电路信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量进行调制解调处理。目的传感器常用测量电路集成运算放大器是一种具有高放大倍数、带深度负反馈的直接耦合放大器，其输入网络和反馈网络由线性或非线性元件组成，可

2、对输入信号进行多种数学运算和处理。一集成运算放大器1、参数（1）开环放大倍数A=∞;（2）输入阻抗ri=∞；输出阻抗ro=0;（3）频带宽度BW=∞；（4）当UP=UN,UO=0;（5）没有温漂；传感器常用测量电路通用集成运算放大器；高输入电阻型运放；高速型运放；低失调电压运放；高精度运放；斩波稳零运放；大功率运放；2、常见集成运算放大器传感器常用测量电路信号放大分类特点放大器直流放大器交流放大器电荷放大器直流电桥交流电桥低频保留,高频截止高频保留,低频截止传感器常用测量电路A直流放大电路电压增益:1)反相放大器反馈电阻RF值不能太

3、大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源Ui的内阻。3、常见放大电路传感器常用测量电路_+2)同相放大器同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。同相放大器也是最基本的电路，其闭环电压增益Av为:传感器常用测量电路B交流放大电路R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率fL来确定。若只需要放大交流信号，可采用图示的集成运放交流电压同相放大器。其中电容C1、C2及C3为隔直电容。传感器常用测量电路（1）差动输入放大电路：（2）带平衡电阻的反向输

4、入放大电路：C其他放大电路传感器常用测量电路（3）运算电路传感器常用测量电路（4）测量放大器电路传感器常用测量电路4电荷放大器F+传感器常用测量电路1直流电桥●平衡条件eye0R1R4R2R3二电桥电路传感器常用测量电路令：传感器常用测量电路所需的高稳定直流电源较易获得；电桥输出电压是直流，可以用直流仪表测量；对从传感器到测量仪表的连接导线要求较低，电桥的平衡电路简单。直流电桥优点：直流放大器比较复杂，易受零漂和接地电位的影响。缺点是：传感器常用测量电路电桥的接法：半桥单臂半桥双臂全桥传感器常用测量电路2交流电桥电容电感传感器传感器

5、●平衡条件传感器常用测量电路两种常见的交流电桥：a、RC电桥b、RL电桥电桥平衡条件应用场合：电容传感器的转换电路电感传感器的转换电路传感器常用测量电路交流电桥优点：可以调制输出电压的频率交流放大容易；缺点：调节平衡困难易受分布参数影响；传感器常用测量电路传感器常用测量电路4电桥的应用由电桥输出可以看出，不同的桥臂上的电阻（抗）的变化对输出的影响是不同的。+－加法特性的应用减法特性的应用三、滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分．传感器常用测量电路1滤波器分类（根据滤波器的选频作用分）低通

6、高通传感器常用测量电路带通带阻传感器常用测量电路2滤波器的串/并联低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器传感器常用测量电路低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器3理想滤波器理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。传感器常用测量电路fcH(f)fφ(f)理想滤波器的物理不可实现理想滤波器在时域内的脉冲响应函数h(t)为sinc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。给理想滤波器一个脉冲激励

7、，在t=0时刻单位脉冲输入滤波器之前，滤波器就已经有响应了。故物理不可实现。fcH(f)传感器常用测量电路4实际滤波器理想滤波器是不存在的，实际滤波器幅频特性中通带和阻带间没有严格界限，存在过渡带。0fA传感器常用测量电路传感器常用测量电路5实际滤波器的技术指标0ffc1fc2A00.707A01)截止频率fc：0.707A0所对应的频率．fc1----下截止频率fc2----上截止频率0f传感器常用测量电路2)纹波幅度d：绕幅频特性均值A0波动值最大波动指标：d0ffc1fc2A00.707A03)带宽B：上下两截频间的频率范围称

8、为带宽。B传感器常用测量电路4）倍频程选择性W指在上截止频率fc2与2fc2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。倍频程衰减量以dB/oct表示（Octave，倍频）。衰减越快（即W值越大），滤波器的选择性越好。传感器