传感器原理及应用第九章-信号处理方法课件.ppt

1、1第九章第九章 信号处理方法信号处理方法n电桥电桥n调制与解调调制与解调n滤波器滤波器n信号的显示和记录信号的显示和记录n抗干扰技术抗干扰技术2思考一思考一 n你知道前面学过的电阻应变式、电容式以及电你知道前面学过的电阻应变式、电容式以及电感式传感器都常采用了什么测量电路吗？感式传感器都常采用了什么测量电路吗？3直流电桥直流电桥 n电桥输出电压为电桥输出电压为 n电阻应变式传感器通常电阻应变式传感器通常采用直流电桥测量，按采用直流电桥测量，按照应变片的使用情况，照应变片的使用情况，可以将电桥分为半桥单可以将电桥分为半桥单臂、半桥双臂和全桥。臂、半桥双臂和全桥。R1R2R3R4UiUoioURR

2、RRRRRRU)(432142314直流电桥直流电桥 n电位器电位器RW1用于电桥调零用于电桥调零n半桥单臂连接半桥单臂连接 n输出电压为输出电压为 R1R2R3R4RW1R5UiUoRioURRU045直流电桥直流电桥 n半桥双臂接法半桥双臂接法 电桥输出电压为电桥输出电压为 n全桥接法全桥接法 电桥输出电压为电桥输出电压为 R1R2R3R4RW1R5UiUoRR-+R1R2R3R4RW1R5UiUoRRRR-+-+ioURRU02ioURRU06平衡电桥平衡电桥 n设设被测量等于零被测量等于零时，电桥处于时，电桥处于平衡状态，此时指示仪表平衡状态，此时指示仪表G及可及可调调电位器电位器H指

3、零指零 n当某一桥臂随当某一桥臂随被测量变化时被测量变化时，电桥失去平衡。电桥失去平衡。调节电位器调节电位器H，改变电阻改变电阻R5触点位置，可使电触点位置，可使电桥重新平衡，桥重新平衡，电表电表G指针回零指针回零。n电位器电位器H上的标度上的标度与桥臂电阻值与桥臂电阻值的变化成正比，故的变化成正比，故H的指示值可的指示值可以以直接表达被测量的数值直接表达被测量的数值。7 交流电桥交流电桥n交流电桥采用交流激励电压，电桥的四个桥臂交流电桥采用交流激励电压，电桥的四个桥臂可为电感、电容或者电阻，是电容式传感器、可为电感、电容或者电阻，是电容式传感器、电感式传感器常用测量电路。电感式传感器常用测量

4、电路。C1C2uiuoR1R2R3R4uiuoR1R2R3R4L1L28思考二思考二 n你知道收音机、电视机中收到的信号是怎样传你知道收音机、电视机中收到的信号是怎样传输的吗？又是怎样恢复的吗？我们经常听到输的吗？又是怎样恢复的吗？我们经常听到FM95.9FM95.9之类的文艺广播电台，你知道之类的文艺广播电台，你知道FM95.9FM95.9意意味着什么吗？味着什么吗？9调制与解调调制与解调 n调制就是使一个信号的某些参数在另一信调制就是使一个信号的某些参数在另一信号的控制下而发生变化的过程。号的控制下而发生变化的过程。n前一信号称为载波，一般是较高频率的交前一信号称为载波，一般是较高频率的交

5、变信号。后一信号称为调制信号。最后的变信号。后一信号称为调制信号。最后的输出是已调制波。输出是已调制波。n已调制波一般便于放大和传输已调制波一般便于放大和传输。10调制与解调调制与解调 n最终从已调制波中恢复出调制信号的过程，称最终从已调制波中恢复出调制信号的过程，称为解调。为解调。n解调的目的是为了恢复原信号解调的目的是为了恢复原信号。n根据载波受调制的参数不同，调制可分为根据载波受调制的参数不同，调制可分为调幅调幅（AM）、）、调频调频（FM）和）和调相调相（PM）。使载）。使载波的幅值、频率或者相位随调制信号而变化的波的幅值、频率或者相位随调制信号而变化的过程分别称调幅、调频或调相。过程

6、分别称调幅、调频或调相。n广播、电视系统都是采用调幅或者调频进行调广播、电视系统都是采用调幅或者调频进行调制，传输到各地，再经解调后重放。制，传输到各地，再经解调后重放。11调幅调幅 n调幅是将一个高频简谐信号（载波）与测试信调幅是将一个高频简谐信号（载波）与测试信号（调制信号）相乘，使高频信号的幅值随测号（调制信号）相乘，使高频信号的幅值随测试信号的变化而变化。试信号的变化而变化。n幅值调制器实质上是一个乘法器幅值调制器实质上是一个乘法器。n霍尔元件是一种乘法器，差动变压器和交流电霍尔元件是一种乘法器，差动变压器和交流电桥在本质上也是一个乘法器，若以高频振荡电桥在本质上也是一个乘法器，若以高

7、频振荡电源供给电桥，则输出为调幅波。源供给电桥，则输出为调幅波。12调幅调幅 13相敏检波相敏检波 原理及波形原理及波形14思考三思考三 n你还记得在压电式传感器测振动的实验中在双你还记得在压电式传感器测振动的实验中在双踪示波器上观察到的波形吗？你在实验报告上踪示波器上观察到的波形吗？你在实验报告上画出的两个波形有怎样的区别呢？是什么装置画出的两个波形有怎样的区别呢？是什么装置让波形变化了呢？让波形变化了呢？15滤波滤波器器 n分类：低通、高通、带通、和带阻滤波器分类：低通、高通、带通、和带阻滤波器 低通低通高通高通带通带通带阻带阻16实际实际RCRC调谐式滤波器调谐式滤波器 nRC低通滤波器

8、低通滤波器 nRC高通滤波器高通滤波器 RCuiuoRCuiuo17低通滤波前后波形低通滤波前后波形 n在示波器上拍摄下来的波形在示波器上拍摄下来的波形18思考四思考四 n无论我们选择什么样的传感器，我们总是希望无论我们选择什么样的传感器，我们总是希望对传感器检测出来的数据信息了解、分析和研对传感器检测出来的数据信息了解、分析和研究，在某些场合，还会将其存储起来，供需要究，在某些场合，还会将其存储起来，供需要的时候随时重放。你都了解有哪些显示和记录的时候随时重放。你都了解有哪些显示和记录的方式呢？的方式呢？19信号的显示和记录信号的显示和记录 n灯光显示灯光显示 n表头显示表头显示 nCRT显

9、示显示 n荧光数码显示荧光数码显示 n液晶显示液晶显示 n报警器报警器 n记录仪记录仪 20灯光显示灯光显示 21表头显示表头显示 22CRTCRT显示显示 、数码管显示、数码管显示23液晶显示、报警器液晶显示、报警器 24记录仪（磁）记录仪（磁）25思考五思考五 n干扰是各种检测都要面临的问题，声、光、电、干扰是各种检测都要面临的问题，声、光、电、磁等种种干扰无处不在，怎么处理和预防呢？磁等种种干扰无处不在，怎么处理和预防呢？26抗干扰技术抗干扰技术 n干扰来源干扰来源 q外部干扰外部干扰：检测装置外部侵入的称外部干扰。检测装置外部侵入的称外部干扰。q内部干扰内部干扰 ：主要是指电子器件本身的噪声干扰：主要是指电子器件本身的噪声干扰 n干扰的形成必须具备三个条件干扰的形成必须具备三个条件q干扰源、干扰途径和对噪声敏感的接收电路干扰源、干扰途径和对噪声敏感的接收电路 n抑制干扰的方法抑制干扰的方法 q消除或者抑制干扰源消除或者抑制干扰源 q破坏干扰途径破坏干扰途径 q削弱接收电路对干扰的敏感性削弱接收电路对干扰的敏感性