第四章信号调理处理和记录
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第四章 信号调理、处理和记录信号转换电路——测量电路,用来测量传感器输出的电信号,如电阻、电压、电感电容、电荷量、频率等量的大小。
若从传感器到显示环节的整体来看,信号转换电路具有传输的作用,在传输过程中又将信号进行了若干的变换,如放大、调制解调、滤波等。
目的是将传感器输出的信号转换为人易于观测(显示)的信号形式,因此称为转换电路。
第一节 电桥电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。
一、分类:1.按激励电压的性质:直流电桥和交流电桥。
直流电桥:电源为直流,元件只能是直流元件——电阻。
交流电桥:电源为交流,元件可以是电阻、电容、电感。
2.按输出方式:非平衡电桥和平衡电桥二、电桥分析(一)非平衡电桥 1. 非平衡电桥分析电桥输出端后接输入电阻较大的仪表或放大器时,可视为开路,电流输出为零。
Z 为阻抗,U 为电源(电源可以是直流也可以是交流)。
Z 为纯电阻时Z=Z R =RZ 为电容时 Z=Z C =1/ωC Z 为电感时 Z=Z L =ωL 4302211,R Z U I R Z U I o +=+= 021111U Z Z Z Z I U ab +==043442U Z Z Z Z I U ad +== ()()043214231U Z Z Z Z Z Z Z Z U U U ad ab y ++-=-=2. 电桥平衡条件:要使电桥平衡,输出为零U y =0,应满足4231Z Z Z Z = 3. 电桥形式在一般情况下,电桥都做成对称型和等臂型。
y对称型⎩⎨⎧==4231Z Z Z Z 或 ⎩⎨⎧==4321Z Z Z Z等臂型Z 1=Z 2=Z 3=Z 4 (二)平衡电桥当桥路中某一参数发生变化,打破了桥路的平衡,使电桥的输出有了变化,通过反馈(手动或自动)调节某一桥臂上的可变电阻,以使桥路重新达到平衡状态(即桥路输出为零)。
如图,设被测量等于零时,电桥处于平衡状态,此时指示仪表G 及可调电位器H 指零。