计算机控制系统第2章课件.ppt

传感器的作用：主要是将物理信号转变为电信号。 1.温度传感器 热电偶：测温范围宽，一般为-50℃ ~+1600 ℃，常用于高温测量或精度要求不高的场合，此外由于材料较柔软，便于折弯，因此可以对物体表面温度进行测量。用热电偶测温时，要对其进行冷端补偿。其常用型号有：K、J、T型等 热电阻：精度高，性能稳定，测温范围宽，一般为-200℃ ~+600 ℃，工业中精确测温大多用该类传感器。其类型有：Pt100、Pt50、Cu50等。工业A级的Pt100，精度为±0.15 ℃（标定前） 热敏电阻：为NTC （负温度系数）型的电阻式温度传感器，其阻值高，反应灵敏，但非线性化强烈，性能不稳定，一般用于非重要的场合。其常用的型号为502AT。 集成温度传感器：其特点是灵敏度高，线形好，体积小，直接输出电信号或数字信号，使用方便，精度为±0.5℃，其常用的型号为AD590和DS18B20。 2. 压力传感器 表压或绝压压力传感器： 压差传感器： 微压差传感器： 大气压力传感器： 3.流量传感器 涡轮型流量传感器： 旋涡（涡街）流量传感器： 电磁流量传感器： 超声波流量传感器： 孔板式流量传感器： 4.液位传感器 磁致伸缩液位传感器： 压力型液位变送器： 信号调理的作用：主要是将传感器送来的非标准电信号转变为标准的电信号，即变送器所做的工作。 模拟信号调理的功能 1. 桥式电路 2）热电偶的输入电路 3）热电阻的输入电路 2.仪表放大器 仪表放大器与普通运算放大器区别： 仪表放大器的原理结构 AD620仪表放大器的内部结构 AD620仪表放大器在单电源测量中的应用 AD620仪表放大器在差分屏蔽驱动接法中的应用 AD620仪表放大器在公共屏蔽驱动接法中的应用 3. 隔离放大器 根据隔离的媒介不同，隔离放大器主要可分为三种: 1.变压器耦合隔离放大器 2.光电耦合隔离放大器 3.电容耦合隔离放大器 4. 电流/电压转换器 (1)无源I／V变换 无源IIV变换主要是利用无源器件电阻来实现，并加滤波和输出限幅等保护措施， (2)有源I／V变换 有源I／V变换主要是利用有源器件运算放大器、电阻组成， 利用同相放大电路，把电阻R1上产生的输入电压变成标准的输出电压。 5.调理模块产品 调理模块的选择 信号调理 多路复用 放大 隔离 滤波 传感器激励 冷端补偿 常用的多路开关有CD4051、CD4052、CD4067、AD4097等。 1.CD4051 它是单端的8通道开，它有3根二进制的控制输入端和 1根禁止输入端INH(高电平禁止)。通道选择表如表2.3所示。 CD4051有较宽的数字和模拟信号电平，数字信号为3～15V，模拟信号峰—峰值为15V P-P ； 当VDD-VEE=15V，输入幅值为15VP-P时，其导通电阻为 80?； VDD-VEE 越大则导通电阻越小。 当VDD-VEE=10V时，其断开时的漏电流为±10pA；静态功耗为1μW。 VEE通常与电源地VSS直接连接。 2.CD4052 可编程放大器的放大倍数随时可由一组数字序列控制，这样，在MUX改变其通道序号时，放大电路也由相应的一组数字序列控制改变放大倍数，即为每个模拟通道提供最合适的放大倍数。 假定A/D转换器之前无采样／保持器，在坐标的原点上，正弦信号的最大变化率为 由以上分析可知，采样/保持器是一种与锁存器作用相当的模拟电路元件。 一个理想的采样/保持器工作原理下图所示，采样／保持的输出，在采样周期内跟踪电压输入，并在保持周期内把它保持在最后跟踪的模拟电压值。为了表示清晰起见，在图中将输出曲线稍微偏离输入一点。 最简单的采样／保持电路是由一个电容器和一个开关组成，如下图所示。 采样／保持器的结构原理 (1)采样/保持器的作用 (2)采样／保持器的的主要参数 ④下跌率(衰减率)：在进入保持阶段后，由于开关的漏电流及保持电容泄漏，输出电压会下降，以mV/s表示。在选择保持电容的容量时要折中地考虑采集时间和下跌率。 A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或装置，它是一个模拟系统和计算机之间的接口，它在数据采集和控制系统中，得到了广泛的应用。 2）积分方式—— 先对输入模拟电压进行定时积分，然后转向对标准电压进行反向积分，测量时间T的脉冲数。 2.A/D转换器的主要技术指标 ④转换时间（即孔径时间TA/D ）：指完成一次模拟量到数字量转换所需要的时间。 3.A/D转换器的外部特性 各厂家的A/D转换器芯片不仅型号五花八门，性能各异，而且功能相同的引脚命名也各不相同，