最新单片机的常见输入输出电路介绍
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设

引言概述:单片机系统是嵌入式系统中最常见的一种,它由单片机芯片以及与之配套的外围接口电路、功能模块和外设组成。
在上一篇文章中,我们介绍了单片机系统的基本概念和常用接口电路、功能模块和外设。
本文将继续深入探讨单片机系统的常用接口电路、功能模块和外设。
正文内容:1.时钟电路1.1晶振电路晶振电路是单片机系统中非常重要的一部分,它提供了系统的时钟信号。
晶振电路可以通过外部晶振或者由单片机内部产生的时钟源来实现。
1.2PLL电路PLL电路(PhaseLockedLoop)可以通过将输入信号与一个本地振荡器(通常为晶振)频率和相位锁定来提供精准的系统时钟。
PLL 电路在需要稳定时钟的系统中非常常见。
1.3复位电路复位电路用于初始化整个系统,在系统通电或发生异常情况下,将系统恢复到初始状态。
复位电路通常由电源复位和外部复位信号组成。
2.存储器接口电路2.1RAM电路RAM电路用于存储临时数据,在单片机系统中起到缓存作用。
常见的RAM电路有静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)。
2.2ROM电路ROM电路用于存储常量和程序代码,它是只读存储器,一旦存储内容被写入后将无法修改。
常见的ROM电路有EPROM、EEPROM和闪存。
2.3外部存储器扩展电路由于单片机内部存储器有限,常常需要扩展外部存储器来满足系统需求。
外部存储器扩展电路主要包括地质解码电路和控制信号电路。
3.通信接口电路3.1串口电路串口电路是单片机系统中常用的通信接口电路,它允许单片机通过串行通信与其他设备进行数据交换。
常见的串口通信标准有RS232、RS485和TTL等。
3.2并口电路并口电路主要用于并行数据通信,它通常用于连接显示器、打印机和外部存储设备等外部设备。
3.3SPI接口电路SPI(SerialPeripheralInterface)是一种常用的串行通信接口,它通过四根信号线实现全双工的数据传输。
3.4I2C接口电路I2C(InterIntegratedCircuit)是一种支持设备间通信的串行总线,它可以连接多个设备,并通过两根信号线进行数据传输。
单片机输入和输出

单片机输入和输出在现代电子技术的领域中,单片机扮演着至关重要的角色。
它就像是一个小巧但极其聪明的“大脑”,能够控制和处理各种电子设备的运行。
而单片机的输入和输出功能,则是实现其控制和交互作用的关键。
首先,咱们来聊聊单片机的输入。
简单来说,输入就是单片机获取外部信息的途径。
就好像我们的眼睛、耳朵和皮肤感知外界一样,单片机也需要通过特定的接口和电路来感知外部的状态和数据。
常见的输入方式有数字输入和模拟输入。
数字输入呢,只有两种状态,要么是高电平(通常表示为1),要么是低电平(通常表示为0)。
比如说一个按键,按下的时候可能给单片机一个低电平,松开的时候就是高电平。
这种简单的“是”与“否”的信息,对于单片机来说非常容易处理。
而模拟输入就稍微复杂一些了。
想象一下,要测量温度、光线强度或者声音的大小,这些都是连续变化的量,不是简单的 0 和 1 能表示的。
这时候就需要用到模拟数字转换器(ADC),把连续变化的模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。
举个例子,一个温度传感器会根据环境温度产生一个相应的电压值,这个电压值就是模拟信号。
单片机通过 ADC 把这个电压值转换成数字值,然后根据这个数字值来判断温度的高低,并做出相应的控制动作。
再来说说单片机的输出。
输出就是单片机把处理后的结果或者控制信号传递给外部设备的过程。
数字输出和数字输入类似,也是高电平和低电平。
比如控制一个LED 灯的亮灭,高电平让灯亮,低电平让灯灭。
模拟输出相对来说不太常见,但在一些需要精确控制的场合也会用到。
比如控制一个电机的转速,就需要输出一个连续变化的电压值。
除了上面提到的基本输入输出方式,还有一些特殊的输入输出方式,比如串行通信和并行通信。
串行通信就像是一个人一个字一个字地说话,数据一位一位地按顺序传输,虽然速度相对较慢,但只需要很少的线路,适用于远距离传输。
常见的串行通信协议有 UART(通用异步收发传输器)、SPI(串行外设接口)和 I2C(集成电路总线)等。
单片机中的数字输入输出接口设计原理

单片机中的数字输入输出接口设计原理数字输入输出(Digital Input Output,简称DIO)是单片机中常用的一种基本接口类型。
单片机通过数字IO口与外部设备进行数据交互,实现控制和通信功能。
本文将介绍数字输入输出接口的设计原理和基本工作原理。
一、数字输入输出接口概述数字输入和输出接口是单片机与外部设备进行数据交互的重要手段。
数字输入主要用于读取外界的状态信息,数字输出则用于控制外部设备。
数字输入/输出接口通常由两部分组成:引脚配置和控制寄存器。
引脚配置:单片机的每一个引脚都可以配置为输入或输出。
当引脚被配置为输入时,它可以读取外部设备的电平或状态信息。
当引脚被配置为输出时,它可以输出控制信号或数据给外部设备。
控制寄存器:控制寄存器用于配置引脚的相关属性和工作模式。
通过写入特定的数值到控制寄存器,可以设置引脚的工作模式、电平状态和其他属性。
控制寄存器的位定义了不同的功能,每个位代表着一个特定的控制信号。
二、数字输出接口设计原理数字输出接口用于向外部设备发送控制信号或数据。
通过配置引脚为输出模式并设置相应的控制寄存器,可以实现数字输出。
数字输出接口的设计原理主要包括以下几个方面:1. 引脚配置:首先需要选择适当的引脚作为输出口。
引脚应具备输出功能,并且能够满足所需的电流和电压要求。
通常情况下,单片机的引脚可配置为不同的输出模式,如推挽输出、开漏输出等。
2. 输出模式选择:根据实际需求,选择适当的输出模式。
推挽输出模式可以提供高的输出电流能力,适用于直接驱动负载;开漏输出模式则适用于需要外接电阻上拉的情况。
对于需要输出PWM信号的情况,可以选择PWM输出模式。
3. 控制寄存器设置:配置输出引脚的相关属性和参数。
控制寄存器包括输出模式、输出状态选择、输出电平控制等。
通过写入相应的数值到控制寄存器,设置输出引脚的工作模式和电平状态。
4. 输出电平控制:根据需要,设置输出引脚的电平状态。
输出引脚可以输出高电平(1)或低电平(0),控制寄存器中的特定位用于选择输出电平。
单片机的外围电路

键盘电路设计要点
1 2
去抖处理
消除按键按下时的抖动,确保一次只识别一个按 键。
独立按键与矩阵按键的选择
根据按键数量和单片机I/O口资源选择合适的键 盘形式。
3
接口类型
根据单片机和键盘的接口类型选择合适的连接方 式,如直接连接或通过I2C、SPI等通信协议连接。
05
通信接口电路
通信接口电路的作用与类型
寻址方式
每个设备具有唯一的地址,通过地址码进行访问。
数据传输速率
最高可达400kHz。
06
外围电路的干扰与防护
外围电路的干扰来源与影响
01
02
03
04
电源噪声
由于电源线路上的电压波动和 电流脉冲,可能导致单片机工
作异常。
信号线耦合
信号线之间的电磁场相互作用 ,可能导致信号的畸变或噪声
。
接地回路
不同电路之间的地线连接可能 形成地线回路,导致噪声和干
扰。
空间辐射
来自其他电子设备或自然界的 电磁波可能对单片机产生干扰
。
干扰的防护措施
电源滤波
在电源入口处加入滤波 器,减少电源噪声的干
扰。
隔离与屏蔽
对容易受到干扰的信号 线进行隔离或屏蔽,降 低信号线耦合的影响。
合理的接地
采用单点接地、多点接 地或混合接地方式,减
少地线回路的干扰。
空间滤波
在单片机周围加装电磁 屏蔽材料,减少空间辐
单片机外围电路
• 单片机外围电路概述 • 电源电路 • 输入输出接口电路 • 显示与键盘电路 • 通信接口电路 • 外围电路的干扰与防护
01
单片机外围电路概述
定义与作用
定义
单片机中的输入输出接口技术讲解

单片机中的输入输出接口技术讲解单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路,广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中,输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一,它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口(Input/Output Interface,简称I/O Interface)是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中,常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信,常见的数字输入接口有通用并行接口(General Purpose Parallel Interface,简称GPIO)和外部中断(External Interrupt)。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口,它具有多种工作模式,可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态,可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口,它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时,单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口(GPIO)、定时器(Timer)和比较器(Comparator)。
GPIO作为通用输入输出接口,在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态,单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
单片机常用接口剖析

单片机常用接口剖析在当今的电子技术领域,单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制,从医疗设备到消费电子,单片机都发挥着至关重要的作用。
而单片机能够与外部设备进行有效的通信和交互,离不开其丰富多样的接口。
接下来,让我们深入剖析一下单片机常用的接口。
一、GPIO(通用输入输出接口)GPIO 接口是单片机中最基本也是最常用的接口之一。
它就像是单片机与外部世界的“手”,可以通过编程来设置为输入或输出模式。
在输出模式下,我们可以控制 GPIO 引脚输出高电平(通常为+33V 或+5V)或低电平(0V),从而驱动各种外部设备,如LED 灯、继电器、电机等。
例如,要让一个 LED 灯亮起,只需将对应的 GPIO引脚设置为高电平,电流流过 LED 使其发光。
在输入模式下,GPIO 引脚可以检测外部信号的状态,比如按键的按下与松开。
当按键按下时,引脚电平可能从高变为低,单片机通过读取这个电平变化来做出相应的反应。
二、UART(通用异步收发传输器)UART 接口常用于单片机与其他设备之间的串行通信。
它实现了数据的逐位传输,虽然速度相对较慢,但在很多场景下已经足够满足需求。
想象一下,我们要将单片机采集到的数据发送到电脑上进行分析,或者从电脑向单片机发送控制指令,这时候 UART 就派上用场了。
UART 通信需要设置波特率(数据传输的速率)、数据位、停止位和奇偶校验位等参数,以确保通信的准确性和可靠性。
在实际应用中,我们常常使用 MAX232 等芯片将单片机的 TTL 电平(0 5V)转换为 RS232 电平(-10V 到+10V),以便与电脑等标准 RS232 接口设备进行通信。
三、SPI(串行外设接口)SPI 接口是一种高速的同步串行通信接口,常用于连接需要快速数据传输的外部设备,如闪存、传感器等。
SPI 接口通常由四根线组成:时钟线(SCK)、主机输出从机输入线(MOSI)、主机输入从机输出线(MISO)和片选线(CS)。
单片机的输入输出方式

单片机的输入输出方式单片机是一种集成电路,具有处理和控制任务的能力。
在实际应用中,单片机通常需要与外设进行数据的输入和输出。
因此,单片机的输入输出方式就成为了一个重要的研究领域。
本文将介绍几种常见的单片机输入输出方式,并分析它们的优缺点。
一、并口输入输出并口输入输出是最常见和简单的一种方式。
通过并行数据总线,单片机可以一次性传输多位二进制数据。
并口通常与外设芯片或者外围元件连接,例如LCD显示屏、键盘等。
并口输入输出的优点是速度快、数据传输稳定可靠,但同时也存在缺点,例如占用较多的引脚资源和布线不便等。
二、串口输入输出串口输入输出是一种使用串行通信协议进行数据传输的方式。
与并口输入输出相比,串口只能传输一位二进制数据。
但是,串口具有节省引脚资源、传输距离较长和可靠性高等优点。
串口输入输出通常与外设设备或者计算机进行数据通信。
串口通信有两种常见标准:RS232和RS485。
RS232主要用于与计算机通信,而RS485多用于远程数据采集和控制系统。
三、模拟输入输出模拟输入输出是一种以模拟电压或电流形式进行数据传输的方式。
单片机可以通过模拟输入输出来与模拟信号传感器进行数据采集和控制。
例如,通过模拟输入可以采集温度、湿度等模拟信号,通过模拟输出可以控制电机、电阻等模拟设备。
模拟输入输出的优点是能够处理连续变化的模拟信号,但在数据精度和稳定性上相对数字信号略有不足。
四、计时器/计数器输入输出计时器/计数器是单片机内部的一个模块,用于测量时间间隔或者对外部事件进行计数。
通过配置计时器/计数器的一些参数,可以实现输入输出功能。
例如,通过计时器/计数器输入输出可以实现PWM输出控制、捕获外部脉冲等功能。
计时器/计数器输入输出的优点是精度高、灵活性强,但需要掌握一些特定的配置知识。
五、中断输入输出中断输入输出是单片机在执行主程序的同时,能够监听外部事件的一种机制。
当外部事件满足特定条件时,单片机会自动跳转到相应的中断服务程序来处理。
单片机的输入输出设备接口

单片机的输入输出设备接口1. 简介在嵌入式系统开发中,单片机是最常用的核心处理器之一。
单片机通过输入输出设备接口与外部设备进行通信,实现数据的输入和输出。
本文将介绍常见的单片机输入输出设备接口,包括数字输入输出口、模拟输入输出口、串行通信接口等。
2. 数字输入输出口(GPIO)数字输入输出口(General Purpose Input Output,简称GPIO)是一种常见的单片机输入输出设备接口。
它可以通过程序控制对内部资源的输入和输出。
单片机的GPIO包括多个引脚,每个引脚可以作为输入口或输出口使用。
在使用过程中,我们可以通过将引脚设置为输入模式或输出模式,并通过编程对引脚进行读写操作。
2.1. 输入模式在输入模式下,GPIO可以用作输入接口,接收外部设备的信号。
在单片机中,通常使用输入状态寄存器(Input Status Register)来存储外部信号的状态。
当外部设备产生一个高或低电平信号时,单片机可以通过读取输入状态寄存器来获取该信号的状态。
2.2. 输出模式在输出模式下,GPIO可以用作输出接口,控制外部设备的状态。
在单片机中,通常使用输出数据寄存器(Output Data Register)来存储输出数据。
通过向输出数据寄存器写入高或低电平信号,单片机可以控制外部设备的状态。
3. 模拟输入输出口(ADC和DAC)除了数字输入输出口,单片机还可以提供模拟输入输出口。
模拟输入输出口分为模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)两种。
3.1. 模拟数字转换器(ADC)模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,简称ADC)可以将模拟信号转换为数字信号。
通过电压分压、采样等方法,单片机的ADC模块可以将外部模拟信号转换为数字量,供单片机进行处理和分析。
3.2. 数字模拟转换器(DAC)数字模拟转换器(Digital-to-Analog Converter,简称DAC)可以将数字信号转换为模拟信号。
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单片机的常见输入输出电路介绍引言传统电气设备采用的各种控制信号,必须转换到与单片机输入/输出口相匹配的数字信号。
用户设备须输入到单片机的各种控制信号,如限位开关,操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等,通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。
输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号,以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件,能方便实际控制系统使用。
1 输入电路设计一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中,以工程经验来看,开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多,。
其中,D1为保护二极管,反向电压≥50V。
为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚,可以在输入端增加防脉冲的二极管,形成电阻双向保护电路,。
二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈0.7 V,反向击穿电压UBR≈30 V,无论输入端出现何种极性的破坏电压,保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。
即:VI~VCC出现正脉冲时,D1正向导通; V1~VCC 出现负脉冲时,D2反向击穿;VI与地之间出现正脉冲时,D2反向击穿;V1与地之间出现负脉冲时,D3正向导通,二极管起钳位保护作用。
缓冲电阻RS约为1.5~2.5kΩ,与输入电容C构成积分电路,对外界感应电压延迟一段时间。
若干扰电压的存在时间小于t,则输入端承受的有效电压将远低于其幅度;若时间较长,则D1导通。
电流在RS上形成一定的压降,从而减小输入电压值。
此外,一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。
,R为输入限流电阻,使光耦中的发光二极管电流限制在10~20 mA。
输入端靠光信号耦合,在电气上做到了完全隔离。
同时,发光二极管的正向阻抗值较低,而外界干扰源的内阻一般较高,根据分压原理,干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小,不会产生地线干扰或其他串扰,增强了电路的抗干扰能力。
在满足功能的前提下,提高单片机输入端可靠性最简单的方案是:在输入端与地之间并联一只电容来吸收干扰脉冲,或串联一只金属薄膜电阻来限制流入端口的峰值电流。
2 输出电路设计单片机输出端口受驱动能力的限制,一般情况下均需专用的接口芯片。
其输出虽因控制对象的不同而千差万别,但一般情况下均满足对输出电压、电流、开关频率、波形上升下降速率和隔离抗干扰的要求。
在此讨论几种典型的单片机输出端到功率端的电路实现方法。
2.1 直接耦合在采用直接耦合的输出电路中,要避免出现图5所示的电路。
T1截止、T2导通期间,为了对T2提供足够的基极电流,R2的阻值必须很小。
因为T2处于射极跟随器方式工作,因此为了减少T2损耗,必须将集射间电压降控制在较小范围内。
这样集基间电压也很小,电阻R2阻值很小才能提供足够的基极电流。
R2阻值过大,会大幅度增加T2压降,引起T2发热严重。
而在L2 截止期间,T1必须导通,高压+15 V全部降在电阻R2上,产生很大的电流,显然是不合理的。
另外,T1的导通将使单片机高电平输出被拉低至接近地电位,引起输出端不稳定。
T2基极被T1拉到地电位,若其后接的是感性负载,由于绕组反电势的作用,T2的发射极可能存在高电平,容易引起T2管基射结反向击穿。
图6为一直接耦合输出电路,由T1和T2组成耦合电路来推动T3。
T1导通时,在R3、R4的串联电路中产生电流,在R3上的分压大于T2晶体管的基射结压降,促使T2导通,T2提供了功率管T3的基极电流,使T3变为导通状态。
当T1输入为低电平时,T1截止,R3上压降为零,T2截止,最终T3截止。
R5的作用在于:一方面作为T2集电极的一个负载,另一方面T2截止时,T3基极所储存的电荷可以通过电阻R3迅速释放,加快T3的截止速度,有利于减小损耗。
2.2 TTL或CMOS器件耦合若单片机通过TTL或CMOS芯片输出,一般均采用集电极开路的器件,。
集电极开路器件通过集电极负载电阻R1接至+15 V电源,提升了驱动电压。
但要注意的是,这种电路的开关速度低,若用其直接驱动功率管,则当后续电路具有电感性负载时,由于功率管的相位关系,会影响波形上升时间,造成功率管动态损耗增大。
为了改善开关速度,可采用2种改进形式输出电路,。
图7(b)是能快速开通的改进电路,当TTL输出高电平时,输出点通过晶体管T1获得电压和电流,充电能力提高,从而加快开通速度,同时也降低了集电极开路TTL器件上的功耗。
图7(c)为推挽式的改进电路,采用这种电路不但可提高开通时的速度,而且也可提高关断时的速度。
输出晶体管T1是作为射极跟随器工作的,不会出现饱和,因而不影响输出开关频率。
2.3 脉冲变压器耦合脉冲变压器是典型的电磁隔离元件,单片机输出的开关信号转换成一种频率很高的载波信号,经脉冲变压器耦合到输出级。
由于脉冲变压器原、副边线圈间没有电路连接,所以输出是电平浮动的信号,可以直接与功率管等强电元件耦合,。
这种电路必须有一个脉冲源,脉冲源的频率是载波频率,应至少比单片机输出频率高10倍以上。
脉冲源的输出脉冲送人控制门G,单片机输出信号由另一端输入G 门。
当单片机输出高电平时,G门打开,输出脉冲进入变压器,变压器的副线圈输出与原边相同频率的脉冲,通过二报管D1、D2检波后经滤波还原成开关信号,送入功率管。
当单片机输出低电平时,G 门关闭,脉冲源不能通过G门进入变压器,变压器无输出。
这里,变压器既传递信号,又传送能量,提高了脉冲源的频率,有利于减轻变压器的体重。
由于变压器可通过调整电感量、原副边匝数等来适应不同推动功率的要求,所以应用起来比较灵活。
更重要的是,变压器原副边线圈之闯没有电的联系,副线圈输出信号可以跟随功率元件的电压而浮动,不受其电源大小的影响。
当单片机输出较高频率的脉冲信号时,可以不采用脉冲源和G门,对变压器原副边电路作适当调整即可。
2.4 光电耦合光电耦合可以传输线性信号,也可以传输开关信号,在输出级应用时主要用来传递开关信号。
,单片机输出控制信号经缓冲器7407放大后送入光耦。
R2为光耦输出晶体管的负载电阻,它的选取应保证:在光耦导通时,其输出晶体管可靠饱和;而在光耦截止时,Tl可靠饱和。
但由于光耦响应速度慢使开关延迟时间加长,限制了其使用频率。
结语上述几种输入/输出电路通过广泛的应用表明.其对合理、可靠地实现单片机电气控制系统具有较高的工程实用价值。
第二章传感器概述1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器是由敏感原件和转换原件组成3、两种分类方法:一种是按被测参数分类,一种是按传感器工作原理分类4、传感器的基本特性可分为静态特性和动态特性5、静态特性是指被测量的值处于稳定状态时输入与输出的关系。
主要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等。
6、灵敏度是输出量增量ΔY与引起输出量增量ΔY的相应输入量增量ΔX之比。
用S表示即S=ΔY\ΔX。
7、线性度是指传感器的输入与输出之间数量关系的线性程度。
也叫非线性误差用γL表示即γL=8、传感器在相同工作条件下输入量由小到大(正量程)及由大到小(反量程)变化期间输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。
迟滞误差用9、重复性是指传感器在相同的工作条件下输入量按同一方向做全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。
最大重复差值10、漂移是指输入量不变的情况下传感器输出量随着时间变化。
产生漂移的原因有两个一是传感器自身结构参数一是周围环境。
温度漂移的计算第三章应变式传感器1、电阻应变式传感器是以电阻应变片为转换原件的传感器。
2、工作原理是基于电阻应变效应,即导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)是,其电阻值相应发生变化(应变效应)。
3、电阻应变片分为丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。
4、电阻在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形,而去掉外力后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状,这种变形称为弹性变形。
具有弹性变形特性的物体称为弹性原件。
5、应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时,在室温下测定的电阻值即初始电阻值。
6、将直的电阻丝绕成敏感栅后,虽然长度不变,但应变状态不同,应变片敏感栅的电阻变化减小,因而其灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小,这种现象称为应变片的横向效应。
为了减少横向效应产生的测量误差,现在一半多采用箔式应变片。
7、应变片温度误差:由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。
产生的主要因素有以下两个方面:一是电阻温度系数的影响,一是试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。
8、电阻应变片的温度补偿方法:1)线路补偿法2)应变片的自补法9***电阻应变片的测量电路10、压阻效应是指在一块半导体的某一轴向施加一定的压力时,其电阻值产生变化现象,第四章电感式传感器1、利用电磁感应原理将被测非电量如、位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出,这种装置称为电感式传感器。
2、零点残余电压:传感器在零点位移时的输出电压。
产生原因主要有以下两点一是由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称,因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同,从而形成了零点残余电压的基波分量。
一是由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性(如铁磁饱和,磁滞损耗)使得激励电流与磁通波形不一致,从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。
为减小电感式传感器的零点残余电压,可以采取以下措施1)在设计和工艺上,力求做到磁路对称,铁芯材料均匀;要经过热处理以除去机械应力和改善磁性;两线圈毕恭毕敬绕制要均匀,力求几何尺寸与电气特性保持一致。
2)在电路上进行补偿。
3、把被测的非电量变化转化为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。
这种传感器是根据变压器的基本原理制成的,并且次级绕组用差动形式连接,故称差动变压器式传感器。
差动变压器结构形式较多,有变隙式,变面积式和螺线管式等等,4、差动式变压器传感器的测量电路1)差动整流电路2)相敏检波电路(用来区分大小方向)5、根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,导体内将产生呈旋涡状的感应电流,此电流叫电涡流,以上现象称为电涡流效应。
根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流传感器。
电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类。
6、电涡流径向形成范围大约在传感器线圈外半径的1.8~2.5倍范围内,且分布不均匀。
7、所谓贯穿深度是指把电涡流强度减小到表面强度的1\e处的表面厚度。
8、电涡流传感器的测量电路1)调频式电路2)调幅式电路第五章电容式传感器1、电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。