现代检测技术及仪器-2016-1-1-3

1、2022-7-21现代检测技术及仪器现代检测技术及仪器第一讲第一讲 绪论绪论1.1 测量与检测技术及系统概述测量与检测技术及系统概述1.2 测试信号及其描述测试信号及其描述 1.3 信号的获取、传输和调理信号的获取、传输和调理1.4 传感器检测系统的特性传感器检测系统的特性2022-7-22课程简介课程简介 n 内容涵盖：内容涵盖： 误差理论与数据处理、传感器技术、测量与计量误差理论与数据处理、传感器技术、测量与计量技术、测控电路、电子测量与仪器、测试信号分析与技术、测控电路、电子测量与仪器、测试信号分析与处理、信息处理、微机原理与接口等。处理、信息处理、微机原理与接口等。 其中传感器技术和电

2、子测量仪器本身属于综合性其中传感器技术和电子测量仪器本身属于综合性技术课程。技术课程。2022-7-23课程简介课程简介n 特点：特点： 涉及学科门类多、知识面广、与应用关系紧密、多样涉及学科门类多、知识面广、与应用关系紧密、多样性、实践性和工程性强。性、实践性和工程性强。(教与学均不易教与学均不易)n 目标：目标： 深化对测量思想、方法与技术基础的认识，了解现代深化对测量思想、方法与技术基础的认识，了解现代检测技术的特点与发展状况，熟悉进行检测技术研究检测技术的特点与发展状况，熟悉进行检测技术研究和解决测量问题的思路与方法、学习与利用新技术的和解决测量问题的思路与方法、学习与利用新技术的方法

3、。方法。(通过一门课完成需多门课学习的内容不现实通过一门课完成需多门课学习的内容不现实)2022-7-24课程简介课程简介n已修课程或具备知识已修课程或具备知识 传感器原理与应用、检测技术、误差理论与数据处理、信传感器原理与应用、检测技术、误差理论与数据处理、信号与系统、数字信号处理、自控原理、微机原理。号与系统、数字信号处理、自控原理、微机原理。n主要讲授内容主要讲授内容 绪论绪论-检测技术基础、系统特性，发展中的传感器技术检测技术基础、系统特性，发展中的传感器技术-智智能化技术、微传感器、集成信号调理、低功耗和网络化，能化技术、微传感器、集成信号调理、低功耗和网络化，光电检测光电检测-技术

4、基础、非相干和相干检测，微弱信号检测技术基础、非相干和相干检测，微弱信号检测-小信号检测、相关检测、取样积分与数字平均，误差修正小信号检测、相关检测、取样积分与数字平均，误差修正与补偿与补偿-静、动态误差修正与补偿，多传感器信息融合静、动态误差修正与补偿，多传感器信息融合-框框架、算法，软测量架、算法，软测量-技术概述、典型建模方法，电子仪器技术概述、典型建模方法，电子仪器-数字电压表、时间频率测量与仪器、信号发生器、电子示数字电压表、时间频率测量与仪器、信号发生器、电子示波器，检测系统设计。波器，检测系统设计。2022-7-25课程简介课程简介n 教学思路：教学思路： 梳理和补充技术基础内容

5、（高于一般本科），强化对梳理和补充技术基础内容（高于一般本科），强化对共性问题与方法的认识；以专题方式选择性介绍，主共性问题与方法的认识；以专题方式选择性介绍，主要学习和了解有关测量技术的典型方法或新技术对解要学习和了解有关测量技术的典型方法或新技术对解决问题和提高性能的作用与特点。决问题和提高性能的作用与特点。(限于课时和学识，限于课时和学识，缺少工艺实现内容，有些共性方法技术只能缺少工艺实现内容，有些共性方法技术只能“蜻蜓点蜻蜓点水水”，希望起到引导和拓宽思路的作用。，希望起到引导和拓宽思路的作用。)n 教学方式：教学方式： 课堂讲授为主，结合小组专题调研报告和课堂讨论。课堂讲授为主，结合

6、小组专题调研报告和课堂讨论。n 考核方式：考核方式： 开卷答题开卷答题(50)+课外专题报告课外专题报告(30+20)(任务分组分配任务分组分配)2022-7-26课程简介课程简介n主要参考书目：主要参考书目：n张宏建 现代检测技术，化学工业出版社，2007n金伟 等 现代检测技术，北京邮电大学出版社，2012n张金 模拟信号调理技术，电子工业出版社，2012 n樊尚春 传感器技术及应用，北京航空航天大学出版社，2010n董永贵 传感技术与系统，清华大学出版社，2006n周浩敏 智能传感技术与系统，北京航空航天大学出版社，2008n钱政 误差理论与数据处理，科学出版社，2013n周渭 测试与计

7、量技术基础，西安电子科技大学出版社，2005n潘立登 等 软测量技术原理与应用，中电力出版社，2009n周秀云 等 光电检测技术及应用，国防工业出版社，2015n朱明武 测试信号处理与分析，北京航空航天大学出版社，2008n余成波 陶红艳 传感器与现代检测技术，2014 n施文康 检测技术，机械工业出版社，2010n何金田 智能传感器原理、设计与应用，电子工业出版社，2012n申忠如 现代测试技术与系统设计，西安交通大学出版社，2009n赵茂泰 电子测量仪器设计，华中科技大学出版社，2010n王川 电子测量技术与仪器，北京理工大学出版社，20102022-7-271.1 测量与检测技术及系统概

8、述测量与检测技术及系统概述n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n1.1.2 检测系统构成检测系统构成n1.1.3 测量单位测量单位n1.1.4 测量方法分类测量方法分类n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n1.1.6 现代检测技术的含义、特征及常用方法现代检测技术的含义、特征及常用方法n1.1.7 检测技术的发展趋势检测技术的发展趋势n1.1.8 检测理论发展展望检测理论发展展望2022-7-281.1 测量与检测技术及系统概述测量与检测技术及系统概述n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n测量的作用与重要性测量的作用与重要性n测量测量：用实

9、验手段获取客观事物的定量和定性信息的过程。 它是一项科学技术，也是一项工作。n信息社会人类生存发展必须的资源：物质、能源、信息n信息获取技术：信息技术的三大支柱之一，关键、基础n作用体现作用体现：各经济领域、人类的生活与安全、科学与技术 “没有测量，就没有科学没有测量，就没有科学” “没有测量，寸步难行没有测量，寸步难行”2022-7-291.1 测量与检测技术及系统概述测量与检测技术及系统概述n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n测量测量(measurement) 以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作(国标)。 具体地讲，它是将被测量与同性

10、质的标准量比较, 从而确定 被测量对标准量的倍数。n量量：现象、物体或物质可定性区别和定量表征的一种属性。 自然界的一切事物都由一定的量组成并通过一定的量体现。n测量是掌握事物本质、揭示自然界规律的一种手段。 凡是能做到准确定量的实验都属于测量活动。2022-7-210n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n测量的必要条件测量的必要条件：标准量、被测量、操作者n测量的三个重要因素测量的三个重要因素：测量对象、测量方法、测量设备 完整的测量过程应包括测量单位、被测量、测量方法(包括器具)和测量精度四个部分，须经过三个阶段：准备阶段、测量阶段、数据处理

11、阶段。 一个参量的测量，可通过不同的测量方法获得，方法的选择正确与否直接关系测量结果的可信赖程度，也关系到方案的经济性和可行性。不正确的方法，即使有先进的精密仪器，也不会得到正确的测量结果。2022-7-211n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n检测检测(detection)n含检和测两个内容。“检”是力图发现对象中的某些待测量并以信号的形式表现出来，它是在所用技术范围内回答有无待测量的操作；“测”是量化待测量的信号，是以一定的精确度回答待测量“大小”的问题。n测试测试(test)：带有试验性质的测量。 通常把含有检查、测量和测试等比较宽广意义

12、的参数测量称为检测。工程中“检测”视为“测量”的同义词或近义词。2022-7-212n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n计量计量(metrology)：实现单位统一、数值准确可靠的活动活动。 （JJF1001-2011通用计量术语及定义）计量具有准确性、一致性、溯源性和法制性等基本特点。严格地说，计量是量值准确统一的测量。计量源于测量而又严于一般的测量。两者在测量精度、同时测量参数的多少、测量范围、测量的速度等方面有一定差异；但所用基本方法具有通用性。狭义的计量主要指计量单位及其基准、标准与量值传递等；广义的计量包括了所有的测量，在实际工作或文

13、献中往往没有必要去严格区分二者。2022-7-213n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n检测技术：利用敏感元件或其他信息获取手段得到被测量的信息的技术，以研究信息的获取、转换及处理等理论与 技术为主要内容。n测试技术测试技术：是指测试过程中所涉及的测试理论、方法、设备等；泛指测量和试验两方面的技术。n自动检测技术自动检测技术：能够自动完成整个检测过程的技术，以信息的获取、转换、显示和处理过程的自动化为主要内容。 n检测系统检测系统：为实现参数检测目的而组建的系统和装置以及采用的设备等。2022-7-214n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的

14、作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n一个完整的检测系统应包括： 信息提取用传感器完成 信号的转换存储与传输用中间转换装置完成 信号的显示和记录用显示/指示器、存储器、记录仪完成 信号的分析和处理用各种分析仪、计算机完成。n检测技术的三种具体功能： 参数测量 过程中参数监测与控制 测量数据分析、处理和判断2022-7-215n1.1.1 测量的作用及名词概念测量的作用及名词概念n相关名词与概念相关名词与概念n传感器传感器：能感受被测量并按一定规律转换成可用信号的器能感受被测量并按一定规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。(

15、国标国标2005)n国标定义的内涵：国标定义的内涵： 是测量装置，能完成检测任务； 其输入是某种被测量，可能是物理或化学、生物量等； 其输出是某种便于传输、转换、处理和显示的物理量，如气、光、电等，目前主要是电量； 输出量与输入量有单值确定的对应关系，有一定精确度。n其他名词：其他名词：n敏感元件、转换元件、变送器2022-7-216n1.1.2 检测系统构成与检测技术研究的主要内容检测系统构成与检测技术研究的主要内容n一般构成一般构成信号转换：信号转换：功能功能 - 将传感器输出信号转换为便于处理的形式将传感器输出信号转换为便于处理的形式(conversion)器件器件 - 信号调理电路（信

16、号调理电路（signal conditioning circuit）信号检出：信号检出：功能功能 - 将被测信号转换为电信号的变化（将被测信号转换为电信号的变化（detection）器件器件 - 传感器（传感器（sensor, transducer）处理分析：处理分析：功能功能 -处理处理(processing)、分析、分析(analysis)，显示，显示(display)？通讯接口通讯接口/总线接口总线接口(RS232,RS485,GPIB,PCI,),存储存储,监控监控,决决策策 其它环节：其它环节：接接口口总总线线存储存储显示显示分析分析监控监控判断判断决策决策信号检出信号检出信号检出信

17、号检出信号检出信号检出信号转换信号转换信号转换信号转换信号转换信号转换处理、分析处理、分析处理、分析处理、分析处理、分析处理、分析2022-7-217n1.1.2 检测系统构成与检测技术研究的主要内容检测系统构成与检测技术研究的主要内容n一般构成一般构成力力位移位移 速度速度 加速度加速度 压力压力流量流量温度温度电阻式电阻式电容式电容式电感式电感式 压电式压电式热电式热电式 光电式光电式磁电式磁电式电桥电桥 放大器放大器滤波器滤波器调制器调制器解调器解调器运算器运算器 阻抗变换器阻抗变换器 笔式记录仪笔式记录仪光线示波器光线示波器 磁带记录仪磁带记录仪 电子示波器电子示波器 半导体存储器半导

18、体存储器 显示器显示器 磁卡磁卡 数据处理器数据处理器 频谱分析仪频谱分析仪 FFT 实时信号分析仪实时信号分析仪 电子计算机电子计算机 被测对象被测对象 传感器传感器 中间变换中间变换测量装置测量装置 显示及显示及 记录装置记录装置 实验结果实验结果处理装置处理装置 激发装置激发装置 常见物理参量电测量系统的组成框图2022-7-218n1.1.2 检测系统构成与检测技术研究的主要内容检测系统构成与检测技术研究的主要内容n对检测系统的一般要求对检测系统的一般要求n能测量多种参量，包括电量和非电量；n能测量多参数，具有多测量通道；n能测量动态参数，测量系统的频带宽；n能实时快速进行信号处理，包

19、括排除干扰信号、处理误差、量程转换、和信息传送等。 这些要求在不同领域可能侧重点不同，但能同时全面实现上述要求的检测系统唯有新一代的才可胜任。 2022-7-219n1.1.2 检测系统构成与检测技术研究的主要内容检测系统构成与检测技术研究的主要内容n主要研究内容主要研究内容n为实现对某一特定物理量的检测，需要涉及测量原理、测量方法、测量系统和测量数据处理等。n检测技术研究的主要内容如下： 1）发现和应用新的测量原理，从事相应传感器的开发研究； 2）选择合适的测量原理测量原理，确定测量方法测量方法； 3）设计或选用各类装置组成测试系统测试系统； 4）测量数据的分析处理数据的分析处理，得出符合客

20、观实际的结论。n与其他课程知识的关联与其他课程知识的关联n综合性技术，检测系统往往集光、机、电于一体，软、硬件结合。2022-7-220n1.1.3 测量单位测量单位n概述概述n同类标准量的重要性：直接关系测量结果的准确与可靠n测量结果准确可靠和一致的条件之一：统一的计量单位n用以定量表示同类量量值而约定采用的已知特定量称为该类量的计量单位。例：“秒”作为“时间量”的单位。n按类似约定规则确定的一套完善的制度及其全部单位的总体，称作计量单位制。n国际单位制的构成国际单位制的构成n三大块：基本单位及补充单位、导出单位、倍数单位2022-7-221n1.1.3 测量单位测量单位n量值的传递与溯源量

21、值的传递与溯源n量值的传递量值的传递：n任何计量器具都具有不同程度的误差，必须用适当等级的计量标准进行周期检定，以保证其误差在允许范围内。n将国家计量基准所复现的计量单位量量值，依次逐级传递给下一等级的计量器具，此过程称为量值传递量值传递。这种自上而下的活动带有强制性。n量值的溯源量值的溯源：n自下而上, 主动由基层企业根据测量准确度要求，自主寻求有较佳不确定度的参考标准进行测量设是量值传递的逆过程。n正常运行的量值传递和溯源是正常生产和质量保证的前提。2022-7-222n1.1.4 测量方法分类测量方法分类n按测量结果的获得方式分类按测量结果的获得方式分类n直接测量直接测量：直接读数n间接

22、测量：直接读数后，按函数关系经计算获得测量结果n组合测量：测量两个或两个以上相关的未知数时，通过改变测量条件获得一组含未知数的方程，求解后获得结果。n按测量读数的获得方式分类按测量读数的获得方式分类n直接读数法：从仪表指示/显示窗口直接获得读数，简单但准确度较低。n比较读数法：根据被测量与同类标准量比较的结果推算出测量读数。特点：标准量直接参与测量典型的比较法：微差法、零值法、替代法。2022-7-223n1.1.4 测量方法分类测量方法分类n按测量性质分类按测量性质分类n时阈测量：也叫瞬态测量，测量被测量随时间变化规律n频域测量：也叫稳态测量，测量被测量随频率变化规律n数据域测量：也叫作逻辑

23、量测量，以数字电路的逻辑状态为主要研究对象。n其他分类其他分类n开环测量和闭环测量n单次或多次测量n等精度或不等精度测量2022-7-224n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n直接计量法和间接计量法直接计量法和间接计量法n直接计量法直接计量法：n不必对与被测量有函数关系的其他量进行计量，能直接得到被测量量值的方法。可用公式表为：A=X；其中，A是被测量的量值，X为实验得到的结果。误差：A= X。n特点：精度不太高，简单方便，高精度测量需误差补偿。n间接测量法间接测量法：n通过对与被测量有函数关系的其他量计量，得到被测量值。被计量值由下式求得:A=f(X1,X2,X3.)；其

24、中Xi为可直接测量量。n在一些测量仪器中，常常通过中间量的测量，并通过计算得到被测量的值。n特点：通过建立被测量与各中间量的数学模型，发现中间量值对被测量精度的贡献。高精度测量中常用。例: 测频2022-7-225n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n基本计量法和定义计量法基本计量法和定义计量法n基本计量法基本计量法：n通过对一些有关基本量的计量来确定被测量量值的方法，也称为绝对计量法。实际上该方法属间接计量法。测直径？n定义计量法定义计量法：n根据量的单位定义计量该量的方法。这是按计量单位的定义复现其量值的一类方法，适用于基本单位和导出单位。n按定义复现单位并不完全局限于建

25、立基准，有多种方法和不同精度的结果。例：根据欧姆定律，用伏安法测电阻。2022-7-226n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n直接比较计量法和替代计量法直接比较计量法和替代计量法n直接比较法直接比较法：将被测量直接与已知的同类量相比较的方法。在计量和工程试验中普遍使用。n条件条件：相比较的两个量必须是同一种量；计量时必须用比较式计量器具。n特点特点：能获得较高精度，但需要创造相互比较的条件，使测量的随意或便利性和测量范围受限。2022-7-227n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n直接比较计量法和替代计量法直接比较计量法和替代计量法n替代计量法替代计量法

26、：用选定且已知值的同种量替代被测量，并使作用于指示装置的效应相同效应相同。n在测量仪器中，“作用于指示装置的效应效应”可理解为仪器示值。例1:在天平上用已知砝码替代被测物，消除不等臂所致误差。例2:测交流电压有效值，以热电偶作转换器，用直流替代交流。电子测量中，在测量条件不变时，用一个标准已知量替代被测量，调整标准量使仪器示值相同，于是被测量等于标准量的相应标称值。2022-7-228n1.1.5 测试与计量的共性方法测试与计量的共性方法n微差计量法和符合计量法微差计量法和符合计量法n微差计量法微差计量法：将被测量与同其量值只有微小差别的同种已知量比较，并测出两者之差的方法。计量和工程测试常用

27、。n原理原理：设被测量为x，和它相近的标准量为B，两者之间的微差为A，A由仪表测出，则x=B+A。因：n x/x=B/x+A/x=B/(A+B)+(A/A)(A/x), 且As); 基于一种传感原理可制作多种参量传感器(s-m)n分类依据很多,可按不同方式分类。n基本物理量和派生物理量基本物理量和派生物理量: 名目繁多的待测物理量本质上只是一些基本物理量和由其 派生的其他物理量； 了解它们之间的关系，有助于划分传感器类型和从总体上 认识掌握传感器原理、性能及选用。2022-7-283n1.3.1 信号的获取信号的获取n 2.传感器的分类传感器的分类n一些基本物理量和常见派生物理量n下表为按被测

28、物理量的分类基本物理量派生物理量基本物理量派生物理量位移线位移长度、厚度、应变加速度线加速度振动、冲击力、质量、应力磨损、不平度、振动角加速度角振动、角冲击、扭矩、转动惯量角位移偏转角、姿态、角振动时间频率计数、统计分布力、压力重量、推力、应力、密度、力矩速度线速度振动、流量、动量温度热容量、涡流流量角、气体速度角速度转速、角振动、角动量光光通量与密度、光谱、应变、转矩2022-7-284n1.3.2 信号的传输信号的传输n传感器信号的传输方式传感器信号的传输方式n三种三种:四线、三线和两线, 根据传感器的种类和不同需要选择。n两线式有一个零点电流，如420mA制式中的4mA即零点电流；要求以

29、零电位起始的单电源供电,不能用正、负电源。n三线式中信号零点不易调整,多路情况时要用独立电源供电。 n四线式对传感器的零点无严格要求。n信号传输分两种情况：敏感元件与传感器电路间传输、传感器电路之间传输。对前者, 主要考虑敏感元件拾取的信号在传输中受导线电阻的影响；对后者, 多采用电流信号传输,即两线传输。 2022-7-285n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的概念信号调理的概念n信号调理信号调理(signal conditioning):为便于信号的传输与处理,通过控制信号来提高测量精度,实现隔离、滤波及线性化的过程。包括输入信号调理和输出信号调理两个方面。n

30、信号调理的内容随输入传感器类型、系统测试要求等的不同而不同,n常用主要手段常用主要手段：阻抗匹配、信号放大、信号隔离、信号滤波、传感器激励、信号线性化、电气转换、功率驱动等。 2022-7-286n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n1)阻抗匹配阻抗匹配n描述信号源的参数:信号强弱、信源内部阻抗(输出阻抗)。输出阻抗大小决定了传感器电路的结构形式。阻抗不匹配会使信号在各环节的传输中严重畸变,导致严重的检测误差。阻抗匹配一般可由运放组成的跟随器完成。n(1)高输出阻抗型高输出阻抗型n这类传感器输出信号微弱、输出阻抗高。n调理电路的作用：吸收信号源的

31、输出并进行信号放大；将传感器的高输出阻抗变换成低输出阻抗。n(2)低输出阻抗型低输出阻抗型n这类传感器的输出阻抗较低,输出信号形式多种多样。n调理电路的作用：将信号不失真地变换成较强的电压或电流信号,在其性能上对稳定性、抗干扰能力等方面考虑较多。2022-7-287n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n2) 信号放大信号放大n传感器输出的信号量值通常很小,需通过放大增加分辨率和敏感性,并达到A/D转换所需电平范围。低电平信号放大可在数据采集设备中进行,也可在信号源附近的信号调理模块中进行,但在数据采集设备中放大信号,会把进入导线的噪声一起放大;在

32、信号源附近放大,噪声的破坏作用会降低,数字化后能更好地反映低电平的原始信号。n 使用护套电缆并尽量缩短长度能减少噪声。为保证放大器的稳定性,第一级放大器的放大倍数不宜过高,一般在几十倍以下。在结构选择上,差动放大器比单端放大器有利于抑制干扰。 2022-7-288n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n3)信号隔离信号隔离n隔离隔离：指使用变压器、光或电容耦合等方法在被测对象与测量系统之间传递信号,避免直接的电流或电压的物理连接。n原因原因: n(1)被测信号可能含高压瞬变现象,可能损坏处理模块或伤害操作者,将被测对象与后端处理部分隔离,以保证系统

33、安全；n(2)确保数据采集各环节间不受地势差或共模电压差异的影响,从而避免影响测试精度。模拟信号隔离比数字信号隔离困难得多,成本也较高。n常用手段常用手段：线性光耦或2个特性近似相同的普通光耦,或特殊电路来实现;也可直接采用具有隔离作用的仪用放大器。 2022-7-289n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n4)信号滤波信号滤波n滤波是从所测信号中除去不需要的信号。n系统几乎都会不同程度受到来自电源线或机械设备的50Hz噪声干扰,因此大多数信号调理模块都包含低通滤波器,以最大限度地剔除50Hz噪声。n交流信号(如振动)往往需要使用防混叠滤波器(A

34、ntialiasing Filter)来滤波。防混叠滤波器是一种低通滤波器,具有非常陡峭的截止频率,几乎可将频率高于数据采集电路输入带宽的信号全部除去;如果不将这些信号除去,将会错误地显示为数据采集电路输入带宽之内的信号。2022-7-290n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n5)传感器激励传感器激励n在某些传感器系统中必须有激励信号,如应变压力传感器、热敏电阻及RTD都需要外接电压或电流激励信号。对于输出信号含激励信号的传感器要求激励信号稳定。n6)信号线性化信号线性化n大多数传感器对于被测对象变化的响应具有非线性,需要附加线性调理电路来纠正

35、。由于硬件线性化比较困难,而且范围有限,在现代检测系统中广泛采用软件线性化方法。2022-7-291n1.3.3 信号调理的概念与内容信号调理的概念与内容n信号调理的内容信号调理的内容n7)电气转换电气转换n电气转换包括两方面：不同结构IC门电路的电平转换技术;U/I、I/U、U/F、F/U转换技术。n8)功率驱动功率驱动n将数字信号(弱信号)变换到较大功率(大功率信号)。n应根据执行机构的不同采取不同的电路接口形式,并且还要考虑电气隔离问题。n接口形式多种多样, 如采用功率晶体管、达林顿管、晶闸管(即可控硅)、集成式功率驱动器、场效应管等。2022-7-292n1.3.4 传感器的输出信号类型及调理传感器的输出信号类型及调理n传感器输出信号类型传感器输出信号类型n传感器的输出信号形式：n工作原理