检测电路检测算法及抗干扰技术.pptx

检测电路检测算法及抗干扰技术10、2 检测算法1) 数字滤波技术2) 克服系统误差得软件算法3) 量程自动切换及标度变换10、3 检测系统抗干扰设计1) 干扰得类型及产生2) 常用得抑制干扰措施3) 其她抑制干扰得措施10、1 检测电路设计 1)信号放大电路 传感器直接输出得信号:电压、电势、电位电流、电荷电阻、电容、电感光、磁信号信号放大得目得:标准电信号: 4～20mA ,1 ～ 5V其她标准电压、电流信号方便对被测信号得后续变换、处理、记录、分析 电桥:阻抗式传感器差动放大器:电势、电位式传感器高输入阻抗放大器:电位、电势、电荷式传感器电荷放大器:电荷式传感器仪用放大器:电位差、电势差隔离放大电路:噪声隔离、光电、磁电、电感比例放大器:通用型放大电路得主要类型 同相比例放大器就是指输出信号与输入信号相比,相位相同,幅值成一定比例。 增益 输入阻抗其中: A为运放得开环增益; F为电路得反馈系数; ri为运放得开环输入阻抗。同相比例放大电路反相比例放大电路 反相比例放大器就是指输出信号与输入信号相比,相位相反,幅值成一定比例。 交流电压跟随电 路就是同相放大电路得 特例。为减小失调电 流,常取R3=R2交流电压跟随电路差动放大电路差动放大就是把二个输入信号分别输入到运算放大器得同相端和反相端,然后在输出端取出二个信号得差模成分,而尽量抑制二个信号得共模成分。特点:提高电路共模抑制比,减小温漂。 特点: 灵敏度高;线性好;测量范围宽;容易实现温度补偿。 分类: 直流电桥(电阻应变式测力称重传感器)交流电桥(电感式、差动变压器式、电容式传感器)电桥电路大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点 直流电桥得桥臂为纯电阻,如图所示,图中UB为电桥电源电压。电桥得平衡条件为:R1R4=R2R3 。 电桥输出为: 令 R1=R2=R3=R,R4=R+dR(单臂工作)有:直流电桥 交流电桥得结构与工作原理和直流电桥基本相同。不同得就是输入输出为交流,其平衡条件应为Z1Z3=Z2Z4 由于 式中Ri、Xi为各桥臂电阻和电抗; zi、 为各桥臂复阻抗得模和辐角。 因此,式中得平衡条件必须同时满足:或输出交流电桥特点:把压电器件高内阻得电荷源变换为传感器低内阻得电压源,实现阻抗匹配,并使其输出电压与电荷成正比。电荷放大电路可用于压电式传感器、CCD传感器图(a)电荷放大器电路原理框图图(b)电荷放大器应用电路输出回路电容电荷放大电路 仪用放大器又称测量放大器,为抑制共模输入电压与增益调节和阻抗匹配之间互相牵连和矛盾而设计,电路如图所示。 左边部分由运放A1、A2构成同相放大器,右边部分由运算放大器A3和电阻R3～R6组成减法器。设R1=R2=R,R3=R4=R5=R6,则有 仪用放大器仅调Rg即可调整放大器增益,不需多电位器联动,不影响电路得对称性,输入阻抗高、对称性好、共模抑制比高、增益设定调整方便,适用于电势差、电位差输出型传感器。 仪用放大器隔离放大器 隔离放大器能在输入与输出信号之间保持电气隔离得同时,实现输出与输入电压得线性传输。其组成及符号如下图所示。隔离放大器主要用于噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号,适合于电感式、磁电式、电涡流式、光电式、霍尔式等传感器得信号调理与放大。 隔离得媒介主要有电磁隔离(变压器隔离)、光电隔离和电容隔离。a)变压器隔离放大器原理框图b)光电隔离放大器原理框图隔离放大器变压器隔离放大器:因变压器体积大,成本高,功耗大,无法集成,使器件价格高,体积大,一般为非标准集成电路封装;但一般把隔离电源也固化在器件内,甚至可实现三端隔离,且通过引脚将电源输出,可外接负载,不需另配隔离DC-DC变换器,使用方便。光电耦合隔离放大器:全由半导体器件构成,便于集成,成本低,体积小,性能稳定,不需外接任何器件,使用方便。但器件本身不带隔离电源,需另接隔离DC-DC变换器。电容耦合隔离放大器:引出线少,使用方便,但需使用调制解调技术,频带宽度不及光电耦合型隔离放大器。三种隔离放大器得特点2) 信号变换电路 电压-电流转换电路 交流-直流转换电路 电压-频率转换电路 电压-脉宽转换电路电压-电流转换电路 在成套仪表和计算机测控系统中,传感器和仪表之间、仪表和仪表之间得信号传送都采用标准信号,即1-5V直流电压或0-10mA、4-20mA直流电流。 在传感器测量系统中,常用电压/电流转换电路进行电压、电流信号间得转换。例如,在远距离测量中,把电压信号转换成电流传输,以减小传输导线阻抗对信号得影响。测电流信号时,先将电流信号转换成电压,再由数字电压表测量,或经A/D转换后由计算机测控。 电压-电流(V/I)变换 输出负载中得电流正比于输入电压得电路,称为电压-电流变换器。 (1)浮地负载得V-