测控电路介绍
测控系统主要由传感器、测量控制电路（简称测控电路）和执行机构三部分组成。在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。测控系统乃至整个机器和生成系统的性能在很大程度上取决于测控电路。测控电路主要包括信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、电量测量电路、连续信号控制电路、逻辑与数字控制电路等。实际上，测控电路是模拟电子技术和数字电子技术的进一步延伸与扩展，主要讨论一些典型常见的电路。因此学好模电和数电是基础，其中运算放大器是测控电路的一个核心部件。
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从50年代的“尺寸自动检测仪器”，到80年代的“精密仪器电路”，再到今天的“测控电路”，“测控电路”课程经历了半个世纪的发展历程。
测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。“测控电路”课程主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。
本课程不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而要着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其它要求来选用和设计电路。
本课程选用的教材是由天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。该书是根据1996年10月全国高等学校仪器仪表类教学指导委员会第一次会议的决定，作为测控技术及仪器专业的规划教材，并根据随后拟定的教学大纲编写的。该教材可供测控技术及仪器专业各专业方向和机械工程类其它专业选用。2002年，该书获全国优秀教材二等奖，并被列为国家“十五”规划教材。同年，在教育部仪器仪
1-3 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？
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。
1-4 影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？
影响测控电路精度的主要因素有：
（1） 噪声与干扰；
（2） 失调与漂移，主要是温漂； （3） 线性度与保真度；
（4） 输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
2-6 何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。
自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容式，压电式传感器的输出阻抗可达108Ω以上）的测量放大电路中。图2-7所示电路就是它的例子
2-11 何谓电桥放大电路？应用于何种场合？
由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。
2-17 什么是隔离放大电路？应用于何种场合？
隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。
测控电路
第一章1.测控系统主要由传感器（测量装置），测量控制电路（测控电路）和执行机构三部分组成。传感器的输出信号一般都很微弱，还可能伴随着各种噪声，还需要测控电路将它放大，剔除噪声，选取有用信号。在测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大，便于变换，便于传输，适应于各种使用要求的特点。*2.测控电路的特点:精度高；响应快；转换灵活。
*3.影响测控电路的主要因素：
1噪声与干扰；2失调与漂移，主要是温漂；3线性度与保真度；4输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干
扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
4.测控电路的输入信号和输出信号：
模拟：1非调制信号2已调制信号（调制信号，载波信号，调幅信号）
数字：增量码信号；绝对码信号；开关信号
第二章 信号放大电路1.信号放大电路是为了将微弱的传感器信号放大到足以进行的各种转换处理或驱动指示器，记录器以及各种控制机构。2.输入失调电压（实际中的差分放大器不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零，这一电压便成为输入失调电压）；这种失调电压随时间和温度而变化，称为零点漂移；3.为了减小零点漂移可以采取以下几个措施:1.引入直流负反馈2.引入温度补偿电路3.差分放大电路的自稳零
和采用调制的方法把直流变交流。4.相位补偿5.噪声分为白噪声和色噪声两种。电子电路中的固有噪声有热噪声,低频噪声和散弹噪声三种。6.测量放大电路是指在测量控制系统中用来放大传感器输出的微弱电压电流或者电荷信号的电路。在结构原理上可以分为1.差动直接耦合式（单端输入，电桥放大，电荷放大），2调制式（斩波稳零）3自动稳定式（自动调零放大电路）。测量放大电路的基本要求是：1其输入阻抗要与传感器的输出阻抗相匹配2稳定的放大倍数3低噪声4低的输入失调电压和输入失调电流以及低漂移，5足够的带宽和转换速率6高共模输入范围和高共模抑制比7可调的闭环增益8线性好精度高9成本低。7.反向放大器的闭环增益为-R2/R1;优点：性能稳定,缺点是输入阻抗低容易对传感器新城敷在作用。
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仪器与电子学院实验报告
（软件仿真性实验）
班级：14060142 学号：26 学生姓名： 殷超宇
实验题目：信号运算电路设计
一、实验目的
1.通过实验，熟悉电桥放大电路的类型
2．理解电桥放大电路的原理
3．掌握电桥放大电路的设计方法
二、实验器材
MultiSim实验仿真软件
三、实验说明
1.设计信号运算电路，并在MultiSim环境下搭建仿真电路。
2．把信号发生器接入输入端。
3．用示波器测量信号观测与理论计算是否相符。
四、实验内容和步骤
1．仿真分析P26中图2-5(a)、(b)单端输入电桥放大电路，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线）
2．仿真分析P27中图2-6差动输入电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线） 成绩 第 2 页 共 5 页
3．仿真分析P27中图2-7线性电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线）
五、电路图实验结果
1.1 第 3 页 共 5 页
1.2
2. 第 4 页 共 5 页
3.
六、实验数据分析及处理 第 5 页 共 5 页 １． 单桥输入电桥放大电路
