精密仪器电路第1章-1.ppt
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1、精密仪器电路 Circuits for Precision Instrument,教 材: 传感器接口与检测仪器电路 吕俊芳编著 北航出版社 1994,参考书目: 检测仪器电子电路 李永敏 主编 西北工大出版社 1994 精密仪器电路 张国雄 沈生培 主编 机械工业出版社 1988 传感器应用及其电路精选 张福学 编著 电子工业出版社 1992,第一章 绪 论,一、电子电路在检测仪器或检测系统中的地位,当代的检测仪器或检测系统几乎都由传感器件或传感器、信号或数据处理器、显示器或记录器等几大部分组成。,单参数检测仪器结构示意图(不带微机),单参数检测仪器结构示意图(带微机),多参数综合检测系统结
2、构示意图,上述的结构组成反映出电子电路可分布在检测仪器或系统的各部分中:,传感器 直读式数字仪表 带微机的检测仪器(系统),可以说,现代检测仪器已是电子化的仪器。不仅信号转换与数据处理属于电子技术领域,而且有许多非电量敏感元件本身也属于电子元器件。 研究检测仪器电子电路已成为检测技术领域仪器仪表工业的一个重要分支。,为何电子电路在检测仪器中会有如此广泛的应用,占有如此重要的地位?,主要原因:提高测量仪器的精度和灵敏度 扩充量程和多功能实现自动化测量 排除机构活动件,提高工作可靠性及寿命 尤其是配置微机系统的检测仪器,具有更强的数据处理能力,使功能和自动化程度达到更高的水平。,二、检测仪器电路的
3、内容与功用,(一)内容,检测仪器电路对传感器输出的测量信号进行放大、处理、转换和线性化处理后,驱动显示或控制执行机构动作。 换句话说,检测仪器电路担负着选择、放大、运算、信号转换、逻辑处理等任务,是检测仪器不可缺少的组成部分。,(二)主要功用,检测仪器的主要优点,精度高,使用方便,易于自动化, 易于实现高倍率放大,分辩率读数误差, 易于实现量程切换,解决了量程与分辩率的矛盾, 通过信号的调制解调、选频与滤波、共模抑制电路,方便地选取有用信号抑制无用信号,减少噪声、干扰与非被测参数的影响, 利用电路可对仪器 误差进行自动校正,零点的自动校正 放大倍数的自动校正 非线性误差的修正, 利用差动电路补
4、偿电路、平衡电路,使许多干扰因素的影响互相抵消、显著减小, 电路可方便信号传输,使它便于读出或实现控制、执行, 电路放大倍数可很高,数字式电路读取更方便, 电路的反应速度高,信息传输快,利用信号锁存,便于实 现动态采样, 利用电路可进行巡回采样或同时读取多路信号, 利用信号分离电路,可读取各成分参数, 通过计算机与逻辑处理电路,便于实现信号的运算处理, 直接读取所需的复杂参数值, 便于利用电路存储测量结果,通过电路实现逻辑判断、处理,功率放大、反馈控制等,计算机的广泛应用是仪器电路功能的延伸和新发展,检测主要功用, 大量数据的动态和自动采样 大量数据的存储 完成较为复杂多样的运算 较为复杂多样
5、的误差自动修正 较高水平的智能化,计算机完成这些任务都需要仪器电路对信号进行预处理,并通过接口将计算机与仪器沟通。,特点:运算速度快、储存量大、智能化、图形化 发展:PC仪器、智能仪器、虚拟仪器,三、检测仪器电路的特点与主要要求,(一)检测仪器电子电路的特点, 高精度与高稳定性; 高灵敏度、高分辩率,可检测微弱信号; 检测信号的多样性; 信号的处理要求; 仪器化的电路设计,要满足操作方便、自动测试、 工作可靠等要求。,构成一台完整的检测仪器,可包括多种功能;只有组合起来,才能有效地完成检测任务。 分析与综合各种功能电路的能力是检测仪器设计工作者的基本功。,(二)对检测仪器电路的要求 首先是围绕
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