传感器与检测技术课件第八章-传感检测系统的构成1详解.ppt

* * 考题分析: 1.某位移传感器在校准时测得数据如下表,若该传感器的线性表达式为X=a0+a1n，试用最小二乘法计算a0和a1。 解：由表格可知，位移值与脉冲数成正比，故a0=0； a1=X/n=0.01 脉冲数ni 10 20 30 40 50 位移值Xi 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 * * 考题分析: 2.已知热敏电阻式温度传感器特性如表所示，其拟合直线为Y=-2.2+6.8X，试问：此拟合直线能否满足线性误差小于5的要求；如何减小拟合函数值与标准曲线的误差？ 解：（1）根据表格，计算每点的温度误差 （2）如偏差不能满足要求，可将拟合直线的代数多项式阶次增1，重新求其系数，直至满足要求。 Y（℃） 0 10 20 30 40 50 X（mv） 0.00 1.85 3.45 4.92 6.22 7.37 * * 多路转换开关工作原理 多路模拟开关电路由地址译码器和多路双向模拟开关组成。它可以通过外部地址输入，经电路内部的地址译码器译码后，接与地址码相对应的其中一个开关，以实现任一路信号的传送。 　 * * 3、采样保持器 在A/D转换器进行采样期间，保持被转换输入信号不变的电路称为采样保持电路。 A/D转换器完成一次转换所需要的时间称为转换时间。 不同A/D转换芯片，其转换时间各异，对于连续变化较快的模拟信号如果不采取采样保持措施，将会引起转换误差。 缓慢变化的模拟信号，在A/D转换系统中，可以不采用采样保持电路，不会影响A/D转换的精度。 * * 采样/保持器的基本原理 采样保持器的作用是：在采样状态下，电路的输出跟踪输入模拟信号的变化，在保持状态下，电路的输出保持着前一次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号不变，直到进入下一次采样状态为止。 采样开关被接通的时间称为采样时间，采样开关断开的时间为保持时间，采样开关接通和断开的时间之和称为采样周期。 采样定理：fs2fH 式中, fs——采样频率; fH ——采样信号频谱中的最高频率分量 * * 采样/保持示意图 * * 第八节 传感检测系统中的抗干扰问题 一、干扰与噪声 噪声：任何不希望有的信号，即在有用频带内的任何不希望出现的干扰。 干扰的来源：系统内部干扰；系统外部的干扰 形成干扰的三个条件：干扰源、干扰的耦合通道（耦合方式）、干扰的接收电路。 干扰的耦合方式包括电容性耦合（电路的寄生电容）、互感性耦合、公共地线的耦合、漏电耦合、辐射电磁场耦合等。 * * 信噪比：信号通路中，有用信号功率PS与噪声功率PN之比，通常用S/N表示，即 在测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响。 若信号通路中有用信号功率为PS=10mW，噪声功率PN=0.1mW，则信噪比为： * * 二、抑制干扰的方法 抑制干扰的方法主要是采取单点接地、屏蔽、隔离和滤波等。 1.接地 测量系统中常见接地系统:安全地、信号源地、数字信号地和模拟信号地、负载地。 * * （1）安全地线 电烙铁的外壳必须良好地接大地，以保证人身安全以及焊接对象不致被静电击穿。 * * 接大地与防静电的关系 人在工频电场中工作时，身体可能感应出几十伏以上的电压；当人在地板上行走时，也可能因摩擦而带上几百伏以上的静电。因此在焊接集成电路时，人体必须良好地接大地，以保证集成电路的CMOS输入端不致被静电击穿。人体接地的方法之一是带上接地的防静电手腕带。 防静电手腕带 * * （2）信号地线分类 a.模拟信号地线 模拟信号地线是模拟信号的零信号电位公共线。模拟信号多数较弱、易受干扰，易形成级间不希望的反馈，所以模拟信号地线的横截面积应尽量大些。 b.数字信号地线 数字信号地线是数字信号的零电平公共线。数字信号处于脉冲工作状态，动态脉冲电流在接地阻抗上产生的压降往往成为微弱模拟信号的干扰源，为避免数字信号对模拟信号的干扰，两者的地线应分别设置。 * * c.信号源地线 传感器可看作是测量装置的信号源，多数情况下信号较微，通常传感器安装在生产设备现场，而测量装置设在离现场一定距离的控制室内，从测量装置的角度看，可以认为传感器的公共参考端就是信号源地线，它必须与测量装置进行正确的连接才能提高整个检测系统的抗干扰能力。 * * d.负载地线 负载的电流一般都比前级信号电流大得多，负载地线上的电流有可能干扰前级微弱的信号，因此负载地线必须与其他信号地线分开。例如，若误将喇叭的负极（接地线）