测控电路复习重点资料
【精品】测控电路复习重点-张国雄第三版共44页
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
【精品】测控电路复习重点-张国雄第三 版
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
武汉大学测控电路复习重点详解演示文稿
2. 影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中哪几个因素是 最基本的？
噪声与干扰；失调与漂移，主要是温漂；线性度与保真度；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。
3. 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在 哪些方面？
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。
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第二章 信号放大电路
重点掌握：
双运放高共模抑制比放大电路（同相串联结构型）输入输 出关系推导
三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导 自动稳零放大电路特点和工作原理分析 轮换自动校零集成运算放大电路(CAZ)运算放大器的原理 斩波稳零集成运算放大器电路特点及其工作原理分析 自举式高输入阻抗放大电路工作原理分析 差动输入电桥放大电路和线性电桥放大电路的特点和分析 互补式光电耦合隔离放大电路工作原理分析
5. 模拟式测量电路的基本组成 6. 数字式测量电路的基本组成 7. 控制电路的基本组成（开环控制；闭环控制）
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第二章 信号放大电路
要掌握的主要内容： 运算放大器的误差及其补偿 典型测量放大电路：
反相放大器、交流放大电路、同相放大器、 基本差动放大器
高共模抑制比放大电路★ 低漂移放大电路★ 高输入阻抗放大电路★ 电桥放大
号。何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ （P24）
在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的 放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输 由传入感阻器抗电应桥与和传运感算器放输大出器阻组抗成相的匹放配大；电②路一或定由的传放感大器倍和数运和算稳放定大的器增构益成；的③ 电桥低都噪称声为；电④桥低放的大输电入路失。调应电用压于和电输参入量失式调传电感流器以，及如低电的感漂式移、；电⑤阻足应够变的式带 、电宽容和式转传换感速器率等（，无经畸常变通的过放电大桥瞬转态换信电号路）输；出⑥电高压输或入电共流模信范号围，（并如用达运几算百 放大伏器）作和进高一共步模放抑大制，比或；由⑦传可感调器的和闭运环算增放益大；器⑧直线接性构好成、电精桥度放高大；电⑨路成，本输低。 出放大了的电压信号。
测控期末复习资料
智能：是指能随内、外部条件的变化，能够运用已有知识解决问题和确定正确行为的能力。
智能检测：智能检测就是利用计算机及相关仪器，实现检测过程智能化和自动化。
信号：传输信息的载体。
信息：是人和外界作用过程中互相交换内容的名称。
确定性信号：可以用明确的数学关系式描述的信号随机信号：指不能用精确的数学关系式来描述的信号，它只能用概率统计方法来描述其规律性。
连续信号：对于任意时刻都可以给出确定的函数值。
连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的。
对于时间和幅值都是连续的信号又称为模拟信号。
离散信号：在时间上是离散的，只在某些不连续规定瞬时给出函数值，在其他时间没有定义。
测量仪表的功能：物理量的变换、信号的传输和处理、测量结果的显示静态信号：不随时间变化的信号；动态信号：随时间变化的信号。
灵敏度S等于测量仪表的指示值增量与被测量增量之比。
线性度：零漂：传感器无输入(或输入值不变)时，每隔一定时间，其输出值偏离零值（或原示值）的最大偏差与满量程的百分比。
温漂：温度每升高1C ，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比测量仪表的组成1)变换器：用来对被测物理量进行比例变换，以便获得便于传输和测量的信号。
2)标准量具：其功能是提供标准量，并且要求输出的标准量应当准确可调。
3)比较器：其功能是将已经经过比例变换后的被测量与标准量进行比较，并且根据比较结果差值的极性去调节标准量的大小，一直到二者相等，即达到平衡。
4)读数装置 (显示器）：其功能是将测量结果用人眼便于观察的形式显示出来对测量仪器的要求：（1）稳定性好 （2）精度高 （3）动态响应特性好信号不失真：是指被测信号的波形通过检测系统，其波形形状不发生改变。
信号不失真检测必须达到以下要求：1）仪表 （系统）的灵敏度在量程范围内为常数，即S=常数；2）幅频特性保持常数 （即为灵敏度），相频特性为输入信号频率的线性 函数； 3）当检测系统有实时要求时。
即τ=0，则不失真条件变为 幅频A(ω) = S 相频ϕ(ω) = 0绝对误差：∆= X - L 对一般仪器校准相对误差：很好的说明测量质量的好坏引用误差γ：指针式仪表一种误差表示方法数据处理目的：1）减小误差2）更直观的了解数据3）揭示信号的本质，为使用者提供更能表现数据特征的数据误差来源：1）测量仪表本身不是绝对准确的2）测量方法不完善3）外界干扰影响加权平均法：（1）权用符号P表示。
测控电路考试重点总结简答题南林高共模抑制比双边带调幅信号转换电路
测控电路考试重点总结简答题南林高共模抑制比双边带调幅信号转换电路测量放大电路:在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。
2.有抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比电路:高共模抑制比放大电路。
有源驱动电3.路:将差动式传感器的两个输出经两个运算放大器构成的同相比例差动放大后，使其输入端的共模电压1?1地输出，并通过输出端各自电阻(阻值相等)加到传感器的两个电缆屏蔽层上，即两个输入电缆的屏蔽层由共模输入电压驱动，而不是接地，电缆输入芯线和屏蔽层之间的共模电压为零，这种电路就是有源屏蔽驱动电路。
4.电桥放大电路: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。
自举电路:5.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6.可编程增益路。
放大电路:放大电路的增益通过数字逻辑电路由确定的程序来控制，这种电路称为可编程增益放大电路，亦称程控增益放大电路，简称PGA。
7.隔离放大电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。
路:8.信号调制及解调:调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号)，让后者的某一特征参数按前者变化。
在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
9.调幅、调频、调相、脉冲调宽:调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。
调频就是用调制信号x去控制高频载波信号的频率。
调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。
脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法10.包络检波:。
从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。
幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。
测控电路复习
u R R R R u R R R R R R R u 31231231312o ))(1(+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++=测控电路:传感器、测量控制电路、执行机构模拟信号分为：非调制信号、已调制信号数字信号：1增量码信号：被测量值的增量与传感器输出信号的变化周期数成正比 步进电机、2绝对码信号：反应变化增量的信号 强抗干扰能力 显示 打印机3开关信号 电磁铁 开关失调：输入失调电压：零点漂移u0=（1+R2/R1）u0s 输入失调电流噪声：热噪声：白噪声 低频噪声 散弹噪声反向放大电路：输入阻抗低 性能稳定 同向放大电路：输入阻抗高 易受干扰 用于前置放大 阻抗变换 隔离 跟随放大电路三运放高共模抑制比放大电路 仪用放大 主要特点：a.当N1、N2性能一致时，输入级的差动输出及差模增益只与差模输入电压有关，而其共模输出、失调及漂移均在R0两端相互抵消‘因此电路具有良好的共模抑制能力，同时不要外部电压匹配。
b.电路还具有增益调节能力，调节R0可以改变增益而不影响电路的对称性。
线性电桥放大电路载波信号：高频正弦信号或脉冲信号；调制：用调制信号去控制载波信号，让载波信号的的某一参数按调制信号变化解调：从已调信号中检出调制信号的过程双边带调幅：在调幅信号中，将载波信号幅值Um 取0，从而得到频带在Ω±c ω范围内的调幅信号。
t t mX c m ωcos cos u s Ω=Xm —调制信号幅度， —调制信号角频率，wc —载波角频率，m —调制度包络检波电路：幅值调制就是让已经调制信号的幅值随着调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。
只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。
滤波器 低通KpWo2/s2+awo+wo2 高通Kps2 带通Kp （w0/Q ）s/ s2+（w0/Q ）s+wo2 带组Kp （s2+wo2）巴特沃斯:带通最平坦 切比雪夫：通带有一定波动 幅频特性近似矩形 贝塞尔 相频特性线性度最高，相频特性引起的相位失真最小电流电压转换电路：取R 1=250Ω，当i =4mA 时，u i =1V ，当i =20mA 时，u i =5V 。
测控电路基础概念总结
第一章绪论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）、执行机构组成2、测控电路的主要要求：精、快、灵、可靠3、测控电路的特点：精度高、动态性能好、高的识别和分析能力、可靠性高、经济性好4、为了提高信号的抗干扰能力，往往需要对信号进行调制。
在紧密测量中希望从信号一形成就成为已调制信号，因此常在传感器中进行调制。
5用电感传感器测量工件轮廓形状时—这是一个幅值按被测轮廓调制的已调制信号---称为调幅信号6、用应变片测量梁的变形，并将应变片接入交流电桥。
这时电桥的输出也是调幅信号，载波信号的频率为电桥供电频率，电桥输出信号的幅值为应变片的变形所调制。
7、采用光栅、激光干涉法等测量位移时时传感器的输出为增量码信号。
8、增量码信号是一种反映过程的信号，或者说是一种反映变化增量的信号。
它与被测对象的状态并无一一对应的关系。
9、绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
10、开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。
开关信号只有0和1两个状态。
11、控制方式可分为开环控制与闭环控制。
12、闭环控制的特点：它的主要特点是用传感器直接测量输出量，将它反馈到输入端与设定电路的输出相比较，当发现他们之间有差异时，进行调节补充:1、信息时代的标志——高性能计算机的发展，速度和容量为其主要标志2、影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中那几个因素是最基本的？（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第二章信号放大电路1、输入失调电压u0s：对于理想运算放大器，输入电压为零，输出电压也必然为零。
然而，实际运算放大器中，前置级的差动放大器并不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零，这一直流电压称之。
2、零点漂移：失调电压随时间和温度而变化，即零点在变动，称之3、输出失调电压u0=(1+R2/R1)u0s4、输出端产生的失调电压u02=-R2I b1+(1+R2/R1)R3I b2若取R3=R1//R2,则u02=R2(I b2-I b1)=R2I0s I0s称为输入失调电流5、绝大部分的运算放大器都是用于反馈状态6、由于运算放大器通常使用在负反馈状态，本来就有1800的相位差，再加上外接和内部电路的RC网络，有可能出现3600的相位差，使电路振荡。
测控电路 (2)
测控电路1. 引言测控电路是指用于测量和控制系统中的信号调理、数据采集、信号传输和控制执行等功能的电路。
在现代工业控制、仪器仪表和自动化等领域中，测控电路发挥着重要的作用。
本文将介绍测控电路的基本原理、常见组成部分和设计要点等内容。
2. 测控电路的基本原理测控电路的基本原理包括信号调理、数据采集、信号传输和控制执行等方面。
信号调理是指将传感器、信号源等产生的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以便更好地适应后续的数据采集和控制操作。
数据采集是指将经过信号调理的信号转换为数字信号，并进行采样、量化等操作。
信号传输是指将采集到的数字信号进行传输，常用的方式包括串行通信、并行通信、以太网等。
控制执行是指根据传输的数字信号控制执行器进行动作控制，例如电机的启动、停止等操作。
3. 测控电路的组成部分测控电路的组成部分主要包括传感器、信号调理电路、数据采集器、数据传输模块和执行控制器等。
3.1 传感器传感器是将被测量的物理量转换为电信号的装置，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
传感器的选择应根据被测量的物理量和测量要求进行，例如在温度测量中可以选择热电偶传感器或者热敏电阻传感器。
3.2 信号调理电路信号调理电路用于对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以适应后续的数据采集和控制操作。
常见的信号调理电路包括放大电路、滤波电路和线性化电路等。
放大电路可以根据传感器输出的信号进行放大，以增加测量的精度。
滤波电路可以通过滤除高频噪声和杂散信号，提高测量的稳定性。
线性化电路可以将非线性的传感器输出信号转换为线性信号，以便后续的处理和分析。
3.3 数据采集器数据采集器用于将经过信号调理的信号转换为数字信号，并进行采样和量化等操作。
数据采集器可以根据采集的信号类型选择合适的转换方式，常见的转换方式包括模数转换和频率转换等。
模数转换器可以将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，频率转换器可以将频率变化的信号转换为数字信号。
测控电路期末考试救命秘籍
信号作调制信号。 经过调制的载波信号叫已调信号。 2.
3.
什么是双边带调幅？ 载波信号中不含调制信号 x 的信息，因此可取 Um= 0、m = 1，只保留两个边频信号。 这种调制称为双边带调幅，可采用乘法器实现。其数学表达式为：
4. 5. 6. 7.
8.
从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。 什么是包络检波？通过检出调幅信号的包络线来实现解调的方法。 包络检波就是建立在 整流的原理基础上的。 什么是相敏检波电路？具有鉴别调制信号相位(极性)和选频能力的检波电路。 为什么要采用相敏检波？ 包络检波有两个问题：一是解调过程主要是对调幅信号进行半波或全波整流，无 法判别调制信号的相位。 二是不具有区分不同载波频率信号的能力。 为了使检波电路具 有判别调制信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需要采用相敏检波电路。 调频就是用调制信号 x 去控制高频载波信号的频率。常用的是线性调频，即让调频信
uo (
RF R R uI1 F uI2 F uI3 ) R1 关系： uo 0.2uI1 10uI2 1.3uI3
-3-
R2 ui 2 ui1 ，公式表明，输出电 R1
压的大小仅与输入电压的差值有关， 而与信号本身的大小无关， 这就是差动放大电路的 差值特性。 7. 8. 共模抑制比 KCMR
Ad 越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。 AC
三运放高共模抑制比电路：大范围增益调整电路 +差分放大电路 1) 大范围增益调整电路：共模信号被抑制，且不要求外部电阻匹配，同时为了消除 N1、N2 输入失调电流，取 R1=R2，调节电位器 Ro，还可改变差模增益。 2) N3 两端之间接入 R7 和 R8 和 RP 共模补偿电路，调节 RP，可补偿电阻的不对称。 9. 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。常应用于传感器的输出阻抗很高的测量放大电路中。如电容式、 压电式传感器的测量放大电路。 10. 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。 精密测量对电路提出的首要要求是精度要求： （1）对信号有较高选择能力 + （2）对噪声有较高抑制能力 考虑采用： 调制解调电路 + 信号分离电路 第三章 信号调制解调电路 1. 常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号； 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号；通常用测量