检测系统设计PPT学习教案

1、会计学1检测检测(jin c)系统设计系统设计第一页，共90页。第1页/共90页第二页，共90页。第2页/共90页第三页，共90页。第3页/共90页第四页，共90页。第4页/共90页第五页，共90页。第5页/共90页第六页，共90页。第6页/共90页第七页，共90页。第7页/共90页第八页，共90页。第8页/共90页第九页，共90页。iUZZZU1000iURCjLjMjU120iURCjrLjRLCLjrU)1 ()1 (20ixURRRU0第9页/共90页第十页，共90页。iiUZZZUZZZU0021202iUZZU00iUZZU002iUZZU002第10页/共90页第十一页，共90页

2、。iUZZZU2400CR1arctan2LRarctan2第11页/共90页第十二页，共90页。fffCCffCfdCCfdLLfdfLCf0002)21(21即有关的常数是与其中iRUUkkRCB/第12页/共90页第十三页，共90页。第13页/共90页第十四页，共90页。第14页/共90页第十五页，共90页。第15页/共90页第十六页，共90页。第16页/共90页第十七页，共90页。ifURRU)1(10)(1(12420UURRUfiffifURRURUuRuUuuII)1 (0010011整理：阻很大，由于运算放大器输入内iiUURRUURRU2)2()(02101120第17页/共

3、90页第十八页，共90页。第18页/共90页第十九页，共90页。第19页/共90页第二十页，共90页。第20页/共90页第二十一页，共90页。第21页/共90页第二十二页，共90页。第22页/共90页第二十三页，共90页。第23页/共90页第二十四页，共90页。第24页/共90页第二十五页，共90页。第25页/共90页第二十六页，共90页。 汽车及工程机械类其转速传感器的结构如图所示，励磁线圈汽车及工程机械类其转速传感器的结构如图所示，励磁线圈W1和输出线和输出线圈圈W2绕在铁芯绕在铁芯1上，十字上，十字(sh z)轮轮2与被测轴相连，其转速与被测轴相连，其转速n(r/min)即为被即为被测轴

4、转速。十字测轴转速。十字(sh z)轮由铁磁材料制成。轮由铁磁材料制成。 (2)给出输出信号e0的频率f与被测轴转速n的关系。 (3)当励磁线圈(xinqun)施加电压ei分别是直流和交流时，其输出信号e0的波形有何区别?为什么?fnHznf15)(604或者 解：解：(1)这是这是种电磁感应式转速传感器。当种电磁感应式转速传感器。当W1中通入直流电流后中通入直流电流后，铁芯中产生方向，铁芯中产生方向 固定的磁通固定的磁通；十字轮位置影响；十字轮位置影响的大小。在图的大小。在图示位置磁阻最小，十字轮转示位置磁阻最小，十字轮转450时磁阻最大，因此时磁阻最大，因此就会发生变化，就会发生变化，W2

5、中感应电动势也会发生变化。被测轴每转一周，输出信号中感应电动势也会发生变化。被测轴每转一周，输出信号e0会周期性变会周期性变化四次，有四个峰值。化四次，有四个峰值。 (2)输出电动势的频率输出电动势的频率f与被测轴转速的关系式为；与被测轴转速的关系式为； (3)W1通入交流电压时，通入交流电压时，e0变为调幅波，当十字轮如图所示位置时输出为波变为调幅波，当十字轮如图所示位置时输出为波峰，当十字轮转峰，当十字轮转450时输出为波谷；而时输出为波谷；而W1通入直流电压时，通入直流电压时，e0近似为正弦近似为正弦波。波。 第26页/共90页第二十七页，共90页。 如图所示的周期性方波信号，让它通过一

6、如图所示的周期性方波信号，让它通过一理想带通滤波器，该滤波器的增益为理想带通滤波器，该滤波器的增益为0dB带带宽宽B=30Hz，中心频率，中心频率f0=20Hz，试求滤波，试求滤波器输出波形器输出波形(b xn)的幅频谱。的幅频谱。(已知该周已知该周期方波的三角函数展开式为期方波的三角函数展开式为为信号的基频。，0000.)5sin513sin31(sin4)(tttAty24/2,12/1,24/12/20TTT）周期延拓，方波周期（。，即滤波器增益为则）依题意（解1,0)/lg(201:0 x0 xAAdBAA)24(sin4)(sin4)()(363 ,12/135, z5,30202,

7、 z20,30.),5sin513sin31(sin4)()3(00021122100000tAtAtytyHzHzTfHzfHfffBfffHfHzBtttAtycccccc故，滤波器的输出为，波的谐波全部衰减掉。的基波输出，而高于基因此，滤波器仅能使对应的频率为对应的频率结合题意，解之得则中心频率带宽函数展开为周期性方波信号的三角第27页/共90页第二十八页，共90页。第28页/共90页第二十九页，共90页。第29页/共90页第三十页，共90页。第30页/共90页第三十一页，共90页。第31页/共90页第三十二页，共90页。第32页/共90页第三十三页，共90页。第33页/共90页第三十四

8、页，共90页。第34页/共90页第三十五页，共90页。第35页/共90页第三十六页，共90页。10/1)2/(1RRRCff放大器增益为：10/)2/(1RRCRfff放大器增益为： 一阶滤波器的倍频程选择性仅为4dB，因此其频率选择能力较差。为提高频率选择能力，并使通频带以外的频率成分尽快(jnkui)衰减，以提高滤波器的阶次。第36页/共90页第三十七页，共90页。)(21,1,11)(11)(2121222222211111nnffRRKCRsRRsGCRssG第37页/共90页第三十八页，共90页。,11)(11)(2222121111CRsRRsGCRssGff)/ 1/ 1/ 1

9、(/,1,211222121fffnfRRRCCRRCCRRRRK第38页/共90页第三十九页，共90页。 从二阶滤波器的幅频和相频特性可知，为了在低频区获得比较平坦的幅频特性，常取=0.707， 0=n，其倍频程选择性为7.4dB，显然高于一阶低通滤波器的倍频程选择性，因此(ync)二阶滤波器比一阶滤波器具有较强的频率选择特性。第39页/共90页第四十页，共90页。2132221223213212)1 (,1,1CCRRCRCRCRKCCRRRRKnf321321321312,1,CCRRCCCCCRRCCKffn2222)(nnssKssG第40页/共90页第四十一页，共90页。第41页/

10、共90页第四十二页，共90页。第42页/共90页第四十三页，共90页。 同相端输入的二阶有源滤波器中，其电路中都引入了正反馈，因此元件参数的变化(binhu)容易引起滤波器性能的变化(binhu)。这类滤波器对运算放大器的要求不高，主要用于对品质因数要求不高的场合。在设计或选用这类滤波器时，运算放大器的增益不宜选得过大，以保证阻尼比为正值，使滤波器工作在稳定状态。在其余的二阶有源滤波器中，不存在稳定性问题，且由于多路负反馈的作用，使元件参数变化(binhu)对滤波器性能影响较小，故多用于对品质因数要求较高的场合。第43页/共90页第四十四页，共90页。第44页/共90页第四十五页，共90页。1

11、32133221100)1111()()1 (pfRRRRRRURURURRRU其中，)(3322110RURURURUf第45页/共90页第四十六页，共90页。)(120UURRUf)()(21430UUUUU第46页/共90页第四十七页，共90页。dtuRCdtiCuuicc110dtuCRui102第47页/共90页第四十八页，共90页。第48页/共90页第四十九页，共90页。第49页/共90页第五十页，共90页。第50页/共90页第五十一页，共90页。第51页/共90页第五十二页，共90页。第52页/共90页第五十三页，共90页。第53页/共90页第五十四页，共90页。1,WBKWB莫

12、尔条纹的移动与光栅的移动具有对应关系莫尔条纹的移动与光栅的移动具有对应关系莫尔条纹具有位移放大作用莫尔条纹具有位移放大作用莫尔条纹具有平均光栅误差的作用莫尔条纹具有平均光栅误差的作用莫尔条纹的间距莫尔条纹的间距(jin j)随着光栅刻线的交角而改变随着光栅刻线的交角而改变第54页/共90页第五十五页，共90页。)22sin(0WxUUUm第55页/共90页第五十六页，共90页。 磁栅式位移传感器测量位移时，其输出电动势为磁栅式位移传感器测量位移时，其输出电动势为EEmsin(t+ )，磁尺剩磁信号的波长，磁尺剩磁信号的波长(bchng)=2.0mm，求：，求： (1)若若E=10sin(100

13、t+0.96)V，此时所测得的位移量，此时所测得的位移量L? (2)在一个测量周期内此传感器所能测量的最大位移量在一个测量周期内此传感器所能测量的最大位移量Lmax。L2mmLL0 . 2,22maxmax即)2sin(LtEEm解解:(1)根据题意，输出电动势为：根据题意，输出电动势为：)96. 0sin(tEEm由已知条件知：由已知条件知：mmLL96. 00 . 248. 0296. 0,96. 02即由上两式得：由上两式得： L为磁头相对于磁尺的位移，即为所测位移量。 (2)在一个测量(cling)周期内，所能测量(cling)的最大位移量对应的相位移为2，所以 第56页/共90页第五

14、十七页，共90页。第57页/共90页第五十八页，共90页。差动放大电路差动放大电路: :去掉直流分量去掉直流分量整形整形: :使正弦波变为矩形波使正弦波变为矩形波微分微分: :在上升沿触发在上升沿触发(chf)(chf)尖脉冲尖脉冲反向反向: :在下降沿触发在下降沿触发(chf)(chf)尖脉冲尖脉冲信号信号2 2没有微分目的获得开门没有微分目的获得开门第58页/共90页第五十九页，共90页。WNxmnW /第59页/共90页第六十页，共90页。1.差动放大器差动放大器 隔直隔直2.整形整形 产生矩形脉冲（开门电平）产生矩形脉冲（开门电平）3.微分微分 产生尖脉冲产生尖脉冲4.反向反向 实现高

15、低电平的转换实现高低电平的转换第60页/共90页第六十一页，共90页。第61页/共90页第六十二页，共90页。212221121arctansinRRRRRRRR2111121|tan|1|tan|tan|iiiiiiiiiiiiiRRRRRRRRRR)sin(221112120mUuRRRuRRRu第62页/共90页第六十三页，共90页。 如果被测信号的变化频率为fi，通过锁相倍频电路使输出信号的频率为f0=n fi。如果对输出信号进行计数(j sh)，则输入信号每变化一个周期，在输出信号可计n个数，从而实现n细分。第63页/共90页第六十四页，共90页。 耦合电容C2的作用：一是隔掉uc1

16、的直流分量；二是与电阻R2构成另一个积分(jfn)电路，用以对输出信号Ud进行积分(jfn)。其优点是Ud可直接送到压控振荡器，而不必再另加起积分(jfn)作用的滤波器。第64页/共90页第六十五页，共90页。第65页/共90页第六十六页，共90页。第66页/共90页第六十七页，共90页。第67页/共90页第六十八页，共90页。第68页/共90页第六十九页，共90页。第69页/共90页第七十页，共90页。单路模数转换、多路模数转换（同瞬时(shn sh)）、多路同时采样模数转换第70页/共90页第七十一页，共90页。第71页/共90页第七十二页，共90页。第72页/共90页第七十三页，共90页。第73页/共90页第七十四页，共90页。第74页/共90页第七十五页，共90页。第75页/共90页第七十六页，共90页。第76页/共90页第七十七页，共90页。第7