测控 电路

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测控电路课后答案第六章李醒飞

1. 简介

本文档是为了解答测控电路第六章的课后习题而编写的答案。本章主要探讨了放大电路和滤波器的相关知识。通过学习本章内容，我们可以理解放大电路的基本原理和滤波器的工作原理，并能够应用这些知识解决测量和控制系统中的实际问题。

2. 放大电路

放大电路是测控电路中常见的一种电路，它用于增加输入信号的幅度。本章主要介绍了放大电路的基本原理以及常用的放大电路类型。

2.1 放大电路的基本原理

放大电路的基本原理是利用放大器将输入信号的幅度增大，使得输出信号能够更好地被测量或控制。放大电路通常由输入端、输出端和放大器三部分组成。输入端接收输入信号，放大器对输入信号进行处理，然后将处理后的信号输出到输出端。 未知驱动探索，专注成就专业

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2.2 常用的放大电路类型

本章介绍了两种常见的放大电路类型：电压放大电路和电流放大电路。

2.2.1 电压放大电路

电压放大电路是将输入电压信号放大为更大幅度的输出电压信号。常见的电压放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。

2.2.2 电流放大电路

电流放大电路是将输入电流信号放大为更大幅度的输出电流信号。常见的电流放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。

3. 滤波器

滤波器是用于将输入信号中的某些频率成分滤去或抑制的电路。本章主要介绍了滤波器的工作原理和常见的滤波器类型。 未知驱动探索，专注成就专业

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3.1 滤波器的工作原理

滤波器通过选择适当的电路元件和参数来实现对输入信号的频率成分进行滤波。根据需要滤除或保留的频率范围，可以设计出不同类型的滤波器。

3.2 常见的滤波器类型

本章主要介绍了四种常见的滤波器类型：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

3.2.1 低通滤波器

低通滤波器用于将输入信号的高频成分滤除，只保留低频成分。在测控系统中，低通滤波器常用于滤除噪声信号，使得测量结果更加准确。

第一章

！测控系统的组成：传感器 测量控制电路和执行机构

!!测控电路的功用：传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。

!!!测控电路的主要要求：

1.精度高

（1）低噪音和高抗干扰能力

对信号进行调制，合理安排电路的通频带。采用高共模抑制比的电路

（2）低漂移、高稳定性

首先选择温漂低觉得器件，其次应尽量减小电路的特别是关键部分的温度变化并保持电路工作稳定

（3）线性与保真度好

2.转换灵活

（1）A/D转换灵活

（2）电量参数转换

（3）量程的变化

3.有适合的输入电阻和输出电阻

4.动态性能好

响应快和动态失真小

5.高的识别和分辨力

6.可靠性高

7.经济性好

一：测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。

随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式信号与数字式信号。随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。

图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。传感器的输出一般较小，常需要放大。图中所示各个组成部分不一定都需要。例如，对于输出非调制信号的传感器，就无需用振荡器向它供电，也不用解调器。在采用信号调制的场合，信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路（常为滤波器），将信号与噪声分离，将不同成分的信号分离，取出所需信号。有的被测参数比较复杂，或者为了控制目的，还需要进行运算。对于典型的模拟式电路，无需模数转换电路和计算机，而直接通过显示执行机构输出，因此图中将模数转换电路和计算机画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号，这时需要模数转换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下，采用计算机。

测控电路知识点总结

近年来，随着电子技术的飞速发展，测控电路越来越成为各行各业中不可或缺的一个关键技术。测控电路可以用来测量和控制各种电气和非电气量，包括电流、电压、温度、湿度等。作为一名电子工程师，在处理测控电路方面需要具备相应的知识与技能。本文将就测控电路方面的知识点进行总结。

一、传感器的种类和原理

传感器是一种将非电信号（如压力、温度、湿度等）转换成电信号的电子元件。不同的传感器根据其测量的物理量可以分为多种类型，例如：

1. 压力传感器：用于测量水、气体、油等任何压强。

2. 电位差传感器：用于测量电压信号。

3. 温度传感器：用于测量实际环境的温度。

4. 湿度传感器：用于测量相对湿度。

5. 光电传感器: 用于识别物体的特定位置，能够测量物体的距离、位置、方向等。

二、放大电路

对于一些微弱的信号，通过放大电路可以使其变得更容易处理和检测。其中一个经典例子是基于放大器的心电图监护仪，在该系统中，微弱的电信号将通过放大器进行增强。常见放大电路包括：

1. 非反馈放大器：一种基本的放大器，它由一个晶体管或运放构成。

2. 反馈放大器：一种通过反馈改变增益的电路，在电控系统中应用广泛、且效果显著。

3. 差动放大器：将信号放大器的两个输入端，当两个输入信号不相同时，将输出信号的放大版。

三、多路选择电路

在多种模数转换器、自动测量仪器和自动控制系统中，多路选择电路的应用越来越广泛。通过多路选择电路，可以在多种不同的电压输入信号之间进行切换。常见的多路选择电路有两种类型：基于模拟开关的多路选择电路和集线器。

1. 模拟开关：通常由多个开关组成，用于将不同的输入信号分别连接到单个输出。在工业自动化领域中，模拟开关的应用非常广泛。

2. 集线器：一类数字电路，允许将多个设备连接到单个设备上。在计算机领域中，集线器是网络拓扑中扮演重要角色。

四、计时电路

计时电路可以用于测量时间间隔，以实现各种不同的控制功能，在计时器、任务调度和排队等领域中使用广泛。常见的计时电路有定时器、计数器和脉冲发生器。

1 第六章 信号转换电路

6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。

常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。

采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。这种电路多用于快速数据采集系统以及一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移、模拟信号的延迟、瞬态变量的测量及模数转换等。

模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。比较器的输入量是模拟量，输出量是数字量，所以它兼有模拟电路和数字电路的某些属性，是模拟电路和数字电路之间联系的桥梁 ，是重要的接口电路。可用作鉴零器、整形电路，其中窗口比较电路的用途很广，如在产品的自动分选、质量鉴别等场合均用到它。

V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，广泛地应用于调频、调相、模/数转换器、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。f/V（电压/频率）转换器把频率变化信号线性地转换成电压变化信号。广泛地应用于调频、调相信号的解调等。

V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。例如，在远距离监控系统中，必须把监控电压信号转换成电流信号进行传输，以减少传输导线阻抗对信号的影响。I/V（电流/电压）转换器进行电流、电压信号间的转换。例如，对电流进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后再由数字电压表进行测量。在用光电池、光电阻作检测元件时，由于它们的输出电阻很高，因此可把他们看作电流源，通常情况下其电流的数值极小，所以是一种微电流的测量。随着激光、光纤技术在精密测量仪器中的普及应用，微电流放大器越来越占有重要的位置。