焊接过程测量与计算机控制

1、第二章 测试信号调理与转换 1、传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。 2、有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 3、某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。第二章 测试信号调理与转换放大电路：将传感器输出的微弱信号放大滤波电路：去除噪声信号，将有用信号分离出来调制解调电路：用被测信号的变化控制其它信号的变化隔离电路：解除电路间耦合，取消信号传输公共地整形电路：将脉冲信号整形为方波细分电路：在原有脉冲信号之间产生新的脉冲信号辨向电路：判别脉冲信号的变化方向和极性

2、AD及DA转换一、放大电路放大器直流放大器交流放大器电荷放大器直流电桥交流电桥一、放大电路1 直流放大电路 1) 反相放大器 2）同相放大器uoR3uiR1R2-+N1uoR3uiR1R2-+N1一、放大电路2 交流放大电路 一、放大电路3 直流电桥 平衡条件VER1R3R2R44 交流电桥 USCL2Z4L1Z3 隔离放大电路：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。能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。 一、放大电路组成及符号输入放大器R1R1R2RisoCisoR2uo隔离器输 出放大器uducuiso原理框图a) 变压器耦合浮置电源输入

3、调制放 大 器耦合变压器输出解调放 大 器输出输入b) 光电耦合浮置电源光耦合器输 入放大器输 出放大器输出输入LEDV一、放大电路通用隔离放大电路：1、AD277变压器耦合隔离放大器隔离电源振荡器调制器输入屏蔽解调器输出屏蔽26873419515V15V13121016U100k100k1M141115U -+N1-+N2一、放大电路2、互补式光电耦合放大电路-+N1C10VVLC1i1R210V10VVLC2i2R3R1ui10VuoR5-+N2R43.9kRpi1=10V/R2+ui/R1i2=10V/R3+uo/(R5+ Rp)uo=(R5+ Rp) ui/R1一、放大电路二、滤波电路

4、 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分 在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件 。二、滤波电路2) 一阶RC高通滤波器 1) 一阶RC低通滤波器 二、滤波电路3) RC带通滤波器 可以看作为高通滤波器和低通滤波器的串联 三、调制解调电路1、目的 解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号。 载波信号调制信号已调信号三、调制解调电路2、种类调制信

5、号x(t)0t载波信号uc0tuc=Umcoswct三、调制解调电路1) 幅度凋制(AM)2) 频率调制(FM)3) 相位调制(PM)us=Umcos(wc+mx)tus=(Um+mx)coswctus=Umcos(wc t +mx)三、调制解调电路3、调幅 调幅是将一个高频正弦信号与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x的线性函数变化。O txuctO ustOus=(Um+mx)coswct三、调制解调电路 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

6、制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。uAtOO tuoustO精密整流低通滤波三、调制解调电路半波精密检波电路+ us 半波整流器低通滤波器+usiiCR4uoR1R2R2R3VD1VD2+ u i-+N1-+N2+uA+uAA三、调制解调电路xtOOtusuotO + 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，即让调频信号的频率按调制信号x的线性函数变化。 us=Umcos(wc+mx)t4、调频三、调制解调电路 对调频信号实现解调，从调频信号中检出反映被测量变化的调制信号称为频率解调或鉴频。窄脉冲鉴频电路uoOustttOOUs放

7、大与电平鉴别器单稳态触发器 低通滤波器usUsUsuo三、调制解调电路 调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线性函数变化。 us=Umcos(wc t +mx)5、调相txOttucusOO三、调制解调电路鉴相就是从调相信号中将反映被测量变化的调制信号检出来，实现调相信号的解调，又称为相位检波。脉冲采样式鉴相uo单稳锯齿波发生器采样保 持滤波器Ucuj UcUsue)tOa)b)c)d)UcOttOUstOujtOuuo三、调制解调电路 脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法。在脉冲调制中具有广泛应用的一种方式是脉冲调宽。 B=b+

8、mx6、脉冲调制调制信号脉冲调宽信号tUtxOxTBtOOuo解调（低通滤波）四、AD及DA转换模拟信号(连续时间信号)模拟传感器模拟控制A/DD/A数字信号(离散时间信号)计算机数字控制四、AD及DA转换AD转换：模拟量离散化，变为数字量。A/D转换器包括三个基本功能 抽样，抽样保持，量化与编码。 抽样是将连续时间信号离散化的过程，它仅抽取信号波形某些时刻的样值。 抽样分为均匀抽样和非均匀抽样，当抽样是可取均匀等间隔点时为均匀抽样，否则为非均匀抽样。四、AD及DA转换 抽样过程：均匀抽样可以看作为一个脉冲调制过程，数学表示为 。 xa(t)为调制信号即输入的模拟信号， p(t)为载波信号是一串周期为T，脉宽为的矩形脉冲串，调制后输出的信号就是抽样信号 。四、AD及DA转换D/A转换器的框图如下： 译码将数字信号转换成抽样信号，零阶保持器的作用是将每个抽样信号的样值保持一个抽样间隔宽度，直到下一个抽样时刻，相当于在一个抽样间隔内进行常数内插，经过平滑滤波变成模拟信号。四、AD及DA转换四、AD及DA转换AD及DA转换的技术指标：1) 分辨率 用输出二进制数码