《材料成形测试技术》课件_第3章 传感器的接口电路.ppt

3.5.3差动放大器图3-13是差动放大器的基本电路。两个输入信号U1和U2分别经R1和R2输入到运算器放大器的反相输入端和同相输入端，输出电压则经RF反馈到反相输入端。电路中要求R1=R2、RF=R3差动放大器的输出电压，可由下式确定，即（3-13）3.5.3差动放大器差动放大器最突出的优点是能够抑制共模信号。3.5.4电荷放大器电荷放大器是一种带电容负反馈的高输入阻抗、高放大倍数的运算放大器，其优点在于可避免传输电缆分布电容的影响。图3-14是一种用于压电传感器的电荷放大器的等效电路。3.5.4电荷放大器实际使用的电荷放大器由电荷转换级、适调放大级、低通滤波器组成，如图3-15所示。3.5.5传感器与放大电路配接的示例3.5.5.1应变片电桥的配接放大电路图3-16是应变片测量电桥与配接的放大电路。其中应变式传感器作为电桥的一个臂，在电桥的输出端接入一个阻抗高、共模抑制作用好的放大电路。3.5.5.2PN结温度传感器配接的放大电路图3-17是PN结温度传感器配接的放大电路。传感器使用硅半导体三极管，基本上为衡流其中PN结温度特性为-2.2mV/℃。放大电路中的电位器RP1和R3用来调节输出电压与温度的对应关系，RP2和R4用来调节放大倍数。3.5.5.3热电偶传感器配接的放大电路图3-18是热电偶传感器配接的放大电路。其中热电偶产生的电动势为放大电路的输入信号。3.5.5.4光敏二级管放大电路图3-19是光敏二级管配接的放大电路。利用光敏二级管作为光电转换元件，配接运算放大器可得到较大的输出电压幅度。放大器接成反相放大器，其中光敏二级管VD代替了反相放大器基本电路中的R1(见图3-11)。当有光照射光敏二极管产生电流IΦ放大器的输出电压为(3-17)3.5.5.5光电池配接的放大电路图3-20是硅光电池配接的放大电路。硅光电池在短路时，其短路电流和光照近似为正比关系，为此可以将它接到放大电路的两个输入端之间。利用两端电位差接近于零的特点，可以得到输出电压有如下的关系，即(3-18)3.6噪声的抑制在非电量的检测及控制中，往往混入一些干扰的噪声信号，它们会使测量结果产生很大的误差，这些误差将导致控制程序的紊乱，从而造成控制系统中的执行机构产生误动作。因此在传感信号的处理中，噪声的抑制是非常重要的。噪声抑制也是传感器信号处理的重要内容之一。3.6.1噪声产生的原因所谓噪声就是测量系统中混入的无用信号，按噪声声源的不同，噪声可分为内部噪声和外部噪声。内部噪声是由传感器或检测电路元件内部带电微粒的无规则运动产生的。例如热噪声、散粒噪声以及接触不良引起的噪声。外部噪声是由传感器检测系统外部人为或自然干扰造成的。外部噪声的来源主要为电磁辐射，当电机、开关及其它电子设备工作时会产生电磁辐射，雷电、大气电离及其它自然现象也会产生电磁辐射。3.6.2噪声的抑制方法噪声的抑制方法主要有以下几种：1、选用质量好的元器件；2、屏蔽；3、接地；4、隔离；5、滤波.3.7传感器与微机的连接3.7.1传感器与微型机算机结合的重要性1.促进自动化水平的提高；2.有利于新产品的开发；3.提高企业管理水平；4.为技术改造开辟新的领域。3.7.2检测信号在输入微型计算机前的处理传感技术和微型计算机技术是构成现代检测技术和控制系统不可缺少的两个方面。微型计算机对数椐具有很强的处理能力，它可以对各种传感器的输出信号进行处理、分析和储存，然后将处理、分析的结果输出，用于驱动显示、记录设备以及反馈控制。虽然如此，在传感器将输出信号输入给计算机前仍要进行必要的信号处理。3.7.2.1接点开关型传感器这类传感器的输出信号是由开关接点的通、断形成的，将这种信号输入给微型计算机是比较容易的，但要注意信号的抖动现象。如图3-25所示。3.7.2.1接点开关型传感器3.7.2.2无接点开关型传感器在