第二章 检测与传感器

1、100%maxFSyL xyS0%100FSmyHH100%FSmRyR 1322nyyyiFSR32411.标尺光栅 2.指示光栅3.光电元件 4.光源ddffddBffddW/2WddW/2指示光栅标尺光栅WWB2sin2U0UW/2oUm2W3W/2WxWxUUUm2sin04lcos360cos2ssKUTxKUUosin360sin2ccKUTxKUUosincos222csKUKUUUUTxTx2360)(otmsUUsintUUmccos222UUU)sin(sincoscossintKUtKUtKUmmmTxo360tmUUssinsintmUUcsincostKUUUUmsi

2、n)sin(222输 出 信 号励 磁 电 源654SS3NNSSS7NN1SNN200abxtxUUsin2sin0 xUU2sin01xUU2cos02txUUcos2sin01txUUsin2cos02txUU2sin0 Z12ZDD21UD13U24DZ3U3Z4tUUmsin1tUUmcos2)cos()90sin(sin213tkUkUkUUmocos1sin13kkUU3DZ2U11DZ43D24DU3Z1Z110000110101011001110100101010011000101111110001001000001110110111000011010101100111010

3、01010100110001011111100010010000011101101100101111111010001011100110111101010101100010110001000100011000010000100110111111110101011001010011101100010001110111000100100000001MI0RLV0 x00ett光电池挡板V速度测量0e微分电路txV/透镜光源光电器件带缝隙圆盘指示缝隙盘tZNn60tItimsin)(0I交流电源直流电源加法器跟随器跟随器i(t)xdxdt减法器低通滤波器放大器U vkIUv02应 变 片m悬 臂 梁

4、Z ( t )0Z ( t )1充 以 阻 尼 液 体 的 壳 体引出线3质量块1 壳体压电晶片m4 2 3241C12Ca)PPb)P1R4R2R4R1R2RR3R3Pc)RR1R3A1RD R3R42B4R2CR1RR2R4(R )(R )R1 3bR43lhAR1PD3RR2CBEbhPL26n（1）屏蔽）屏蔽n 屏蔽就是用低电阻材料或磁性材料把元件、传屏蔽就是用低电阻材料或磁性材料把元件、传输导线、电路及组合件包围起来，以隔离内外电输导线、电路及组合件包围起来，以隔离内外电磁或电场的相互干扰。屏蔽可分为三种，即电场磁或电场的相互干扰。屏蔽可分为三种，即电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。屏蔽

5、、磁场屏蔽及电磁屏蔽。n（2）接地）接地n 电路或传感器中的地指的是一个等电位点，它电路或传感器中的地指的是一个等电位点，它是电路或传感器的基准电位点，与基准电位点相是电路或传感器的基准电位点，与基准电位点相连接，就是接地。连接，就是接地。 n（3）隔离）隔离n 当电路信号在两端接地时，容易形成地环路电当电路信号在两端接地时，容易形成地环路电流，引起噪声干扰。这时，常采用隔离的方法，流，引起噪声干扰。这时，常采用隔离的方法，把电路的两端从电路上隔开。隔离的方法主要采把电路的两端从电路上隔开。隔离的方法主要采用变压器隔离和光电耦合器隔离。用变压器隔离和光电耦合器隔离。n（4）滤波）滤波n 虽然采

6、取了上述的一些抗干扰措施，但仍会有虽然采取了上述的一些抗干扰措施，但仍会有一些噪声信号混杂在检测信号中，因此检测电路一些噪声信号混杂在检测信号中，因此检测电路中还常设置滤波电路，对由外界干扰引入的噪声中还常设置滤波电路，对由外界干扰引入的噪声信号加以滤除。信号加以滤除。 显示执行机构模/数转换器量程变换电路传感器振 荡 器放大器运算电路解调器滤波器计算机显示执行机构模/数转换器量程变换电路传感器振 荡 器放大器运算电路解调器滤波器计算机放大整形光电转换传感器纠错电路码制变换显示执行机构译码器传感器脉冲当量变换电路放大器细分电路整形电路寄存器计数器计算机显示执行辨向电路 传感器的输出多数为正弦波

7、信号，需先经放大、整形后变成传感器的输出多数为正弦波信号，需先经放大、整形后变成数字脉冲信号。但在多数情况下，为提高分辨率，常采用细分电数字脉冲信号。但在多数情况下，为提高分辨率，常采用细分电路使传感器信号每变化路使传感器信号每变化1/n个周期计一个数，其中个周期计一个数，其中n称为细分数。称为细分数。辨向电路用于辨别被测量的变化方向。当脉冲信号所对应的被测辨向电路用于辨别被测量的变化方向。当脉冲信号所对应的被测量不便读出和处理时，需进行脉冲当量变换。计算机可对信号进量不便读出和处理时，需进行脉冲当量变换。计算机可对信号进行复杂的运算处理，并将结果直接送去显示或打印输出，或求取行复杂的运算处理

8、，并将结果直接送去显示或打印输出，或求取控制量去控制执行机构控制量去控制执行机构。传感器传感器传感器采样/保持采样/保持多路模拟开关控制器A/D缓冲器总线A/D总线传感器多路模拟开关总线放大采样/保持控制器A/D采样/保持A/D采样/保持A/D采样/保持A/D总线传感器输入并行输入口a)b)c)d). 三态缓冲器开关地址输入端开关控制与驱动电路选通信号5模拟输入通道7862431S0S4S6S7S5S1S2S3A/D转换器. AD7501A2译 码 驱 动电 平 转 换 电 路(-15V)(+15V)OUTS1地VSSVDDS2321GNDVSS15A1A016ENVDDS114ENA1A2A

9、08765411S8S7OUT1213S2S6S510S3S49 上图是上图是AD7501型多路模拟开关集成芯片的管脚功型多路模拟开关集成芯片的管脚功能图，这是具有能图，这是具有8路输入通道、路输入通道、1路公共输出的多路开关路公共输出的多路开关CMOS集成芯片。由三个地址线（集成芯片。由三个地址线（A0、A1、A2）的）的状态及状态及EN端来选择端来选择8个通道之中的一路，片上所有的逻个通道之中的一路，片上所有的逻辑输入端与辑输入端与TTL/DTL及及CMOS电路兼容。其真值表如电路兼容。其真值表如下下:VFUcuiN1CN20uVFUcuiN1CN20u全队列数据求累加和修改队尾指针新值放入队尾 冲去旧值返回求平均值采样一次入口o00ooiudtduudtduRCuiRu) 1()()(nYtnXttnYt) t/(t)1()1()()(nYnXnYttfC2)1 (221返 回累 加 到Y (n )中计 算 （ 1）Y (n1 )计 算X (n ),暂 存 于Y (n )中将 已 有 输 出 作 为 上 次 输 出 Y (n1 )取 新 采 样 值X (n )入 口0b)xiux0c)uixxia)0ud)y=xx 微型计算机/处理器传感器及其 调理电路xA/Duy=xniniiiiuuuux.)(2210),()()(1022210211naaaFNn