第十章传感器信号的加工调理-2介绍.ppt

10.3 硬件滤波 再由式 和 ，可得到 又由式 ，有 由以上两式联立，解得 至此，电路中的 5 个元件参数 C1、C2 、C3 、R1 和R2已经全部确定完毕。 思考题： 下图是一个无限增益高通滤波器，其传递函数为：其中， , , ,试设计ωc=2000rad/s，|A0|=4的butterWorth滤波器，假设已确定C1=C3=1μF，试确定C2、R1和R2的值 第10章 传感器信号的加工调理 10.1 基本放大电路 10.2 测量信号放大器 10.3 硬件滤波 10.4 非线性校正 10.5 信号变换 第10章 传感器信号的加工调理 10.4 非线性校正 进行非线性校正的原因：传感器的输入量（被测物理量），与输出量之间的关系，在很多情况下都不是线性的，如果将传感器的输入量作横坐标，输出量做纵坐标，在该坐标平面上描点画图，将是一条曲线，有时弯曲程度还很严重。这就是传感器存在的非线性现象。这种非线性对于检测结果的显示或使用都带来了麻烦，应想办法加以解决。 造成非线性的原因：一是传感器的转换原理是非线性的，二是采用的测量电路存在非线性。 10.4 非线性校正 10.4.1 模拟校正法 模拟校正法的思路是，通过增加非线性校正环节，让其有效地补偿或抵消传感器带来的非线性影响，最终使得检测器的输入与输出之间呈现线性关系。这种方法有开环校正和闭环校正两种。 校正最后要达到的目的是： 其中，y 为检测器输出，x 为被测物理量，s 为检测器灵敏度，是常数。 10.4 非线性校正 （A）开环校正 由 与 ， 有 于是 由最终目标，有 该式说明，非线性校正的特性应与传感器非线性特性的反函数成比例。也就是，如果传感器特性是非线性的，那么，校正环节的特性应与传感器特性互为反函数。 10.4 非线性校正 （A）开环校正 作图法获取非线性校正环节特性 1）在第 I 象限作非线性传感器特性曲线： ， 然后选取横坐标若干点：xA 、xB 、 … xN ，作其与曲线交点，获得对应的纵坐标：u1A、 u1B 、 … 、 u1N； 2）在第 II 象限作线性放大器曲线： ，延长 u1A、u1B 、… 、 u1N ，与该曲线相交，由交点可得横坐标： u2A、 u2B 、 … 、 u2N ，从交点出发，向第 III 象限作直线，一直延伸到第III象限； 10.4 非线性校正 （A）开环校正 作图法获取非线性校正环节特性 3）在第 IV 象限，作目标曲线： ， 过 xA 、xB 、 … xN 点，由第 I 象限向第 IV 象限方向延伸 直线，直至与 相交， 4）在第 III 象限，连接点 A 、B 、 …、N ，即为所求非线性校正环节的特性曲线： 。 10.4 非线性校正 （B）闭环校正： 非线性校正环节出现在反馈回路上 由于 ，当 k1 时，上式可写为 要求经校正后的特性为线性的，即 ，所以 该式说明，位于反馈通道的非线性校正环节与传感器非线性具有相同的特性函数。一般做法是，找一个与传感器有相同特性的模拟电路作非线性校正环节置于反馈回路中。 10.4 非线性校正 图解法获得非线性校正特性曲线 （B）闭环校正 1) 在第 I 象限作曲线： ，并作直线： ，与曲线相交于A、 B 、…、N点，过这些点作平行于横轴的直线： ；