《自动检测技术（第4版）》全套教学课件.ppt

F/V 变换器 把频率变化信号线性地转换成电压变化信号的转换器称为F／V转换器。常用的转换器芯片如LM2917。 LM2917为单片集成频率－电压转换器，芯片中包含了一个高增益的运算放大器／比较器，当输入频率达到或超过某一给定值时，输出可用于驱动开关、指示灯或其它负载。另外LM2917还带有完全的输入保护电路。在零频率输入时，LM2917的输出逻辑电压为零。 在自动检测系统中，一般采用三种方法非线性补偿： 缩小测量范围，并取近似值； 采用非线性的指示刻度； 增加非线性补偿环节（亦称线性化器）。 第三节 信号的非线性补偿技术 增加非线性补偿环节的方法有： 硬件电路的补偿方法。 微机软件的补偿方法，利用微机的运算功能可以很方便地对一个自动检测系统的非线性进行补偿。 一、非线性补偿环节特性的获取方法 解析计算法 传感器特性解析式为 放大器特性解析式为 系统的输入与输出特性为 三式联立求解得 图解法 当各环节用解析式表示比较复杂时，可用图解法求取非线性补偿环节的输入-输出特性曲线。 常用的是利用二极管组成非线性电阻网络，配合运算放大器产生折线形式的输入-输出特性曲线。 折线逼近法如图所示，将非线性补偿环节所需要的特性曲线用若干个有限的线段代替，然后根据各折点 xi 和各段折线的斜率 ki 来设计电路。 二、非线性补偿环节的实现方法 硬件电路的实现方法 最简单的折点电路 精密折点单元电路 根据折线逼近法所作的各段折线可以列出下列方程 式中，xi 为折线的各转折点；ki 为各段折线的斜率 可以看出，转折点越多，折线越逼近曲线，精度也越高，但太多则会因电路本身误差而影响精度。 用实验测出传感器的输入输出数据，利用一次函数进行插值，用直线逼近传感器的特性曲线。假如传感器的特性曲线曲率大，可以将该曲线分段插值，把每段曲线用直线近似，即用折线逼近整个曲线。这样可以按分段线性关系求出输入值所对应的输出值。图示是用三段直线逼近传感器等器件的非线性曲线。图中y是被测量，x是测量数据。 微机软件的实现方法 线性插值法 由于每条直线段的二个端点坐标是已知的，例如折线段２的斜率k1可表示为： 该直线段上的各点满足下列方程式： 折线中的任一 直线段的计算 在实际应用中，预先把每段直线方程的常数及测量数据存于内存储器中，计算机首先根据测量值的大小，找到合适的校正直线段，从存储器中取出该直线段的常数，通过计算获得实际被测量。 线性插值法的程序流程图 二次曲线插值法 二次曲线插值法就是用抛物线代替原来的曲线，结果比线性插值法更精确。二次曲线插值法的分段插值如图所示，图示曲线可划分为ａ、ｂ、ｃ三段，每段可用一个二次曲线方程来描述，即： 式中每段的系数可通过下述办法获得。即在每段中找出任意三点，然后解联立方程： 查表法 通过计算或实验得到的检测值和被测值的关系，然后按一定的规律把数据排成表格，存入内存单元。微处理器根据检测值大小查表。 常用的查表方法有顺序查表法和对分搜索法等。查表法一般适合于参数计算复杂、采用计算法编程较繁并且占用ＣＰＵ的时间较长等情况。 第一节 干扰的来源 第二节 干扰的耦合方式及传输途径 第三节 差模干扰和共模干扰 第四节 干扰抑制技术 第十三章 检测装置的 干扰抑制技术 检测装置主要应用于实际的工业生产过程，而工业现场的环境往往比较恶劣，干扰严重。因此，有效地排除和抑制各种干扰，保证检测装置能在实际应用中可靠地工作，已成为必须探讨和解决的问题。 本章就检测装置的干扰类型、干扰的传输途径以及干扰的硬件、软件抑制技术做一介绍。 本章教学要求 干扰的来源及类型、噪声与信噪比 干扰的耦合方式及传输途径 差模干扰和共模干扰 干扰抑制：屏蔽、接地、浮空、隔离和滤波 软件干扰抑制技术 外部干扰主要来自自然界以及检测装置周围的电气设备，是由使用条件和外界环境决定的，与系统装置本身的结构无关。自然界产生干扰的原因为自然现象。 检测装置周围的电气设备产生干扰的因素有电磁场、电火花、电弧焊接、高频加热、晶闸管整流装置等强电系统的影响。这些干扰主要通过供电电源对检测装置产生影响。在大功率供电系统中，大电流输电线产生的交变电磁场，也会对检测装置产生干扰。 第一节　干扰的来源 一、常见的干扰类型 外部干扰 内部干扰是由装置内部的各种元器件引起的。它包括固定干扰和过渡干扰。过渡干扰是电路在动态工作时引起的干扰。固定干扰包括电阻中随机性电子热运动引起的热噪声；半导体及电子管内载流子随机运动引起的散粒噪声；由于两种导电材料之间不完全接触时，接触面电导率的不一致而产生的