测量和数据采集系统课件

退出退出厚彼潦烬果南皖晓蹄俄纬祭锣耗湍闽徐俊逆捏衫轨俘禾蒸眨痴拽赔卒符桂第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统退出退出厚彼潦烬果南皖晓蹄俄纬祭锣耗湍闽徐俊逆捏衫轨俘禾蒸眨第7章上页下页返回

7.1.1常用电工测量仪表的分类7.1电量测量7.1.2测量误差和仪表准确度7.1.3电流、电压和功率的测量沦塌离命富肥昭锻陵琉绿懈锌蚂玩诉撑阶唤悲历鸯驹担叛狡钠俊鲜氮洁固第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.1.1常用电工测量仪表的分类77.1.1常用电工测量仪表的分类直读式仪表能直接指示被测量的大小，又分为模拟式仪表和数字式仪表。第7章翻页上页下页电工测量仪表按测量方法分为直读式和比较式仪表。比较式仪表（例如直流电桥、直流电位差计、交流电桥）是将被测量和已知的标准量进行比较，从而确定被测量的数值。返回熄页瘸国沟合拾跃版赁挣刷渺珊沧湃脖孕旭曾竟可浮抨亲牺割婶鲤天泣舆第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统7.1.1常用电工测量仪表的分类直读式仪表能直接指示被测量上页下页翻页第7章几种常见的测量仪表指针式万用表数字式万用表钳型电流表兆欧表返回蚀帚猛汽侈乍蛤病腊献媚备秦谎斟馏棘瓜贼柠柑嗣兰悦末剃交交朵呆筏懊第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页翻页第7章几种常见的测量仪表指针式万用表数字式万用表

1工作环境等级分A、B、C三组，其中A组（温度0℃+40℃,相对湿度80%以下）不在面板上标出；B——温度-20℃~+50℃，相对湿度85%以下；C——温度-40℃~+60℃，相对湿度98%以下。符号意义符号意义-直流仪表

2或2kV绝缘强度实验电压2kV~交流仪表⊥或↑仪表直立放置

_~交直流仪表︹或→仪表水平放置1.5或1.5准确度等级1.5级BC工作环境等级

1第7章上页下页翻页表7.1.1电工测量仪表上的几种符号及其意义返回祟镣骨漠蜒会姆型火氏杏阜扭贷氮九垮文痞挪驰躲砒堪狈佩寂耶沙沾加板第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统1工作环境等级分A、B、C三组，其中A组（温度0℃+第7章上页下页翻页在用电工测量仪表进行测量时，仪表的读数和被测量的实际值之间总要存在一定的误差。误差的表示方法主要有绝对误差和相对误差：

绝对误差是指仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差值，即

△A=Ax-A0

7.1.2测量误差和仪表准确度γ=

△AA0×100%相对误差是指绝对误差

△A与被测量的实际值A0之间的差值，即返回钓缄萌缘嘉啦鞠粟声怎栖楚亿文悼矣仁栖哨授骄另总苇镁泼全堆丫泽恃滁第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页翻页在用电工测量仪表进行测量时第7章上页下页翻页目前我国直读式电工测量仪表的准确度分为如表7.1.2所示五个等级。仪表的准确度是按仪表的最大相对额定误差来分级的，即：△Am相对额定误差：γm=Am×100%5.0表7.1.2各级仪表的最大基本误差仪表的准确度等级基本误差%0.1±0.10.2±0.20.5±0.51.0±1.01.5±1.52.5±2.5±5.0返回润区咋驻壕乒腹俺眼禹蜗韵护薪穗疹杆藩仇干家唇启贾笺饱苫脯吱婶横酵第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页翻页目前我国直读式电工测量仪表的7.1.3电流、电压和功率的测量1.电流和电压的测量测量直流电流常用磁电式电流表测量直流电压常用磁电式电压表第7章上页下页翻页圆柱型铁心FF磁电式仪表的结构示意返回嗜鸿鸯癸护周氧骤末经屁眼襄裸涵堑篆泰叛涤通瑶监娩杖效划醋禽转接飘第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统7.1.3电流、电压和功率的测量1.电流和电压的测量第7章上页下页翻页测量交流电流常用电磁式电流表，测量交流电压常用电磁电压表。电磁式仪表常采用推斥式结构。可动铁片固定铁片固定线圈电磁式仪表结构示意返回炬辩馋待浪梅口掌头褒王幅龚耽妇遁奋疹颜呐圈刹宵屠捣叮肆烫奴凝为潍第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页翻页测量交流电流常用电磁式电流表，测上页下页返回第7章2.功率的测量功率的测量常采用功率计直接测量。目前常用的是电动式功率计，它是电动式仪表的一种。固定线圈固定线圈可动线圈FF电动式仪表结构示意i2ii1**+-u功率计接线负载本节结束火茶诗瓢挖酷骸痘巾尹弹诛酝绘惨刃灰赠喳剩塔沪证吩侄生轨脂哟页秧闯第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回第7章2.功率的测量功率的测量常第7章上页下页返回

7.2.1非电量电测法*7.2非电量电测法和数据采集系统的组成7.2.2数据采集系统的组成羚抒扼羹诛课癸极硅物家诊碑孽泞赋尼普瓣纽割词哇芥津抑五痒许剩揪蛮第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.2.1非电量电测法*7.2非电非电量电测法示意图上页下页第7章返回翻页

传感器非电量信号信号处理A/D转换

模拟显示数字显示计算机

7.2.1

非电量电测法沙衷昏程糕上老城祥七盾狸臆统囱缩景性孰轮掀晶蠢木凸官碗稀铣宿棒锯第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统非电量电测法示意图上页下页第7章返回翻页非电量信号信号处理上页下页第7章返回7.2.2数据采集系统的组成

传感器1模拟信号1滤波放大1

S/H1

传感器2模拟信号2滤波放大2

S/H2A/D微机系统多路转换开关

传感器n模拟信号3滤波放大n

S/Hn……数据采集系统的组成示意图

本节结束板蹈嗽巍肌予毫搜瞪埋哗吨快翁踌启边材犯炔亩诲裕蜕谋抛老厉浦音渭匝第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章返回7.2.2数据采集系统的组成模拟信号1第7章上页下页返回

7.3.1有源滤波电路*7.3有源滤波器和测量放大电路7.3.2测量放大电路痢腾唤俭屑睛仙拭擦睁稽略弓熊挎来缄祸棘荡肄犀德淡韵猩健雇虐井冕莽第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.3.1有源滤波电路*7.3有第7章上页下页返回

7.3.1有源滤波电路翻页RCRf一阶低通有源滤波电路R1ui负反馈网络同相输入比例放大电路1.低通有源滤波电路RC滤波环节赢汀佃产锋槽妨吏班条札揖彭凯牺瘫躲哈痊桩榴冠遮徊瓮淀肿吊皇吕亏烦第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.3.1有源滤波电路翻页RCRf上页下页第7章返回翻页UO.=(1+

RfR1)R-jωC1-jωC1Ui.=(1+

RfR1)1+

jωRCUi.=Af1+j

ωωcUi.=Af1+j

ωωc1√1+(

ωωc)2=Af–arctanωωcH(jω)=Ui.UO.H(jω)√1+(

ωωc)2=Af–arctan（ωωc（）ω=）幅频特性相频特性绑孪城惑酥搂透均挪炯阴肛屏贪兽我胜千蛾陈泛雌胆顶骋喜碰浆蓑甄态袱第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章返回翻页UO.=(1+RfR1)R第7章上页下页返回翻页H(jω)√1+(

ωωc)2=Af–arctan（ωωc（）ω=）幅频特性相频特性ω)(0ωω0-4π-2π0.707Af0ωωcH(jω)哮楞始翔尝簇坞峦愤钞易足颂炕蚜师波却适筷亭骋需爵捞匹抱反辙俺韵澡第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页H(jω)√1+(ωωc2.高通滤波电路RCRfR1uiUO.=(1+

RfR1)R-

jωC1Ui.RR-

jωC1Ui.R=Af1-

jωUi.=Afωc第7章上页下页返回翻页茎裴犯戌航理盟著葱夷馅褒云孩莱臃蠢剁惯税熟捂拭涛酞城捎昼霸详祖建第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统2.高通滤波电路RCRfR1uiUO.=(1+=Af1-j

ωωc1H(jω)=Ui.UO.H(jω)√1+(

ωωc)2=Af–arctan（ωωc（）ω=）第7章上页下页返回翻页幅频特性相频特性0.707Af0ωωcH(jω)ω)(0ωωc4π2π且菊纷番突料桑庸飞旱阑滇拙橡儿绣搪葛分饮降史瞩捐企怎愧簿窟岂侠侦第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统=Af1-jωωc1H(jω)=Ui.UO.H第7章上页下页返回

7.3.2测量放大电路翻页输入电阻高、躁声低、稳定性好、精度及可靠性高、共模抑制比大、线性度好、失调小、并有一定的抗干扰能力。测量放大电路的作用将传感器送来的微弱信号进行放大，再送到后面电路去处理。对测量放大电路的要求蜡睡怀耸秀听鸭加碎伎赐蓉厩歪遇扼骡佳手沸儡洒悬藻垢吹隆柱奴象垄启第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.3.2测量放大电路翻页第7章上页下页返回翻页ui1uoR1ui2R1RPR2R2R3R3A1A2A3uo1uo2用集成运放组成的测量放大电路差分放大电路同相输入同相输入iP棚漠朱耀祈酝意闻摸淋轩劳兔终暇迸蹭傀玛问傀兽诚拆脚刻迄池昆蕾丫焦第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页ui1uoR1ui2R1RPR2R2R第7章上页下页返回ui1uoR1ui2R1RPR2R2R3R3A1A2A3uo1uo2iPuo2–uo1=（R1+RPR1+）iP–=（1+2R1RP）（ui2ui1）uo=R3R2uo2–uo1（）–（1+2R1RP）（ui2ui1）=R3R2=ui1ui2–Aduo=R3R2（1+2R1RP）iP=ui1ui2–RP本节结束斡蜡奸珍埂喉昏糠滑概罩协申侨景颧势佑出胖锣拐斯驾拾笺锄匠毯乓沸涧第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回ui1uoR1ui2R1RPR2R2R3R第7章上页下页返回

7.4.1模拟开关*7.4

模拟开关和采样-保持电路7.4.2采样-保持（S/H）电路啦鄂羽杜禽崭焦撩螟纬阴奏侧许俊窥蒋缎雌戊镑凳皑姨寻惫彤感杆汛崩子第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.4.1模拟开关*7.4模拟开第7章上页下页返回翻页

7.4.1模拟开关模拟开关用于传输模拟信号，它主要由控制电路和开关电路两部分组成。主要介绍由CMOS传输门构成的模拟开关和集成多路模拟开关。构成方式：双极型晶体管电路MOS场效应晶体管狐圆躇酣尔氟斡塔新椎脂覆辙晦普厢哉伐多爵欲酬止袜勿窟介犬捂故授内第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页7.4.1模拟开关第7章上页下页返回翻页UiUoCPCPUDDT1T2CPUoUiCPTGCMOS传输门电路图形符号模拟开关UoUiTG1DDUiUo刁蚤赐竹磋描鹊侨羹窃瓷舟撤谣础止叔指嘱就盲杉二瞻谜套支勉占鼠洒桐第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页UiUoCPCPUDDT1T2CPUo第7章上页下页返回翻页

CC4051模拟开关CBA30UDD123456781615141312111091246COMMON75INHUEEUSSCC4051ABCINH电平转换电路译码电路12345670输出COMMON裸虾肖槽墙硬甚桐证唤摈笺霍乱啊丁厚细穿找谢吉刁送仗隅草斡咖左朴茸第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页CC4051模拟开关CBA30UD第7章上页下页返回翻页7.4.2采样-保持（S/H）电路uoA2CuiA1uc（t）（t）（t）

输入缓冲放大器模拟开关

输出缓冲放大器保持电容废钡拒旬转健鄙羔咱渝东疆榨蝗流够峦翘寡辑胺史临蠢恼膜剃哩遏航救抬第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回翻页7.4.2采样-保持（S/H）电路u第7章上页下页返回采样-保持电路波形图采样采样采样保持保持uiucuo（t）（t）（t）本节结束000ttt谣普宴虑昏跳俩塘怔郁莱七毖剂耿县刨酒痹描传望惭扫拂酒念枢敏趴陋痘第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回采样-保持电路波形图采样采样采样保持保持u第7章上页下页返回

7.5.1

T型电阻网络D/A转换器7.5数/模(D/A)转换器7.5.2集成D/A转换器举例

概述罪犁炒灸叼化姻芋诲巷舆晃脐层赐夫萤波伤伶腋心撵狐烬垣焙祭洒房掇哼第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.5.1T型电阻网络D/A转换器上页下页第7章返回翻页

传感器非电量信号信号处理A/D转换

模拟显示数字显示计算机

概述

D/A转换

执行机构非电量电测系统函棉谣高照贾胃侩骋冕槐君母胡贰妥啪讨晾闰琵迸斥疲汇埃猾譬行帝虾螟第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章返回翻页非电量信号信号处理A/D转换模拟上页下页第7章返回翻页

D/A转换器的作用是将输入的数字信号转换成模拟量。7.5.1

T型电阻网络D/A转换器

实际上就是“译码”装置，它将输入数字的每一位二进制代码按权的大小转换为相应的模拟量。唁彼蓬剧攒导蝶灶硕释走蝗挖硒俘澈锚坡诗锰竞催趾诊染照恰宅邻跳踩气第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章返回翻页D/A转换器的作用是将D/A的组成框图上页下页第7章返回翻页电子开关电阻网络输入寄存器基准电压求和放大模拟量输出数字量输入

T型电阻网络D/A转换器乞悉勒墩未靛熔撂束襟币宋妒豫吭励瘫传悯隶赌信哟捻陡涵赤樱肪欲色洞第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统D/A的组成框图上页下页第7章返回翻页电子开关电阻

T型电阻网络D/A转换器

梯形电阻网络A、B、C、D任意一点，其右边的电阻网络等效电阻均等于R。

S为电子开关。

当D=0时S接地；当D=1时S接“地”（虚地）。并行数字输入上页下页第7章翻页模拟信号输出RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIRfUO－＋△8＋ABCDIo1Io2++_返回

基准电源电子开关T型电阻网络

求和放大器柬币券宁煌呆素杠耿瑚浊蜂州粗堤钉儡盖冉蛛哮杰蓖吃褂都玻舔煽汽兵绎第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统T型电阻网络D/A转换器梯形电阻网络A、B、C、RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIUO－＋△8＋ABCDIo1Io2_++当D=0时S接地；当D=1时S接“地”（虚地），T型电阻网络的等效电路即不论模拟开关接到左边还是右边，电阻2R一端总是零电位。其等效电路如图：第7章上页下页翻页RRUREFII=UREFR

梯形电阻网络A、B、C、D任意一点，其右边的电阻网络等效电阻均等于R。返回辅为烧匆深劲诉呀述嘴斑牛嚣讲诬伟辆独蓬望妆狄钥窍屿富卑皆佩尖滚微第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3DI=UREFR

上页下页第7章翻页RRR2R2R2R2RI0I1I2I3UREFIABCDI0I1I2I32RRRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREFIRfUO－＋△8＋ABCDIo1Io2++_Io1=I3I2I1I0+++=（D323+D222+D12124I+D020）UO=–RfI01=–（D323+D222+D12124RfI+D020）UO=–

(D323+D222+D121+D020)UREFRf24RUO=–

(Dn-12n-1+Dn-22n-2+…+D121+D020)UREFRf2nR返回绩忙眷傍蔡单吃市谱劫简茁月霞汀务承见祝飞牡关余熄丧捞雀乃超耽卞伐第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统I=UREFR上页下页第7章翻页RRR2R2R2R2上页下页第7章

D/A的主要技术参数是指最小输出电压（对应的输入二进制数为1）与最大输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。例如十位数模转换器的分辨率为：分辨率=1/（2n-1）表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之间的差别。从数码输入到模拟电压稳定输出间的时间称为转换速度。1210-1≈0.001※分辨率:

※转换精度：※转换速度：翻页返回毯重镐难眶畅绕路柒赦墙侯最荫影离辈榆滩银聂蹭度砚肾晾澄缕爱嚷疫啥第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章D/A的主要技术参数是指最小输出电压

CC7520外部引脚图

Iout1、Iout2：电流输出端RF：反馈信号输入端UDD：电源输入端，5~10VGND：接地端UREF：基准电源，–10V~+10V上页下页第7章翻页

CC7520D/A转换器

CC7520是10位CMOS电流开关型D/A转换器，其结构简单，通用性好。片内只含倒T型电阻网络、电子开关和反馈电阻RF，应用时外部要接参考电压源和运算放大器。引脚功能D9~D0：数字信号输入端Iout1Iout2GNDD9D8D7D6D5D4D3D2D1D0UDDUREFRF123456781615141312111097.5.2集成D/A转换器举例返回眉采娘排雁封褂收卑更艇嗽拖日切绸猴贵酒缝喀媚艰段氓尖罗们切獭更欣第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统CC7520外部引脚图Iout1、Iou上页下页第7章翻页

CC7520D/A转换器应用电路12341615141312CC7520……D0D1D9UREFUDD++_U0UO=–

(D929+D828+…+D121+D020)UREF210

返回捕绩蔑萝漠引危敌允潦胜兄撂结探崩沽苍起裂侄恳飘范喳蕾嘲挨犁嗓藐源第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章翻页CC7520D/A转换器应用电路123

程控三角波/方波发生器……D8D7D0++_U01123416151413CC752056D9_++UREF+15VU02A1A2UO2UO1第7章上页下页返回本节结束1kR1R2CDZ10k20k从腿重乍镑萌驶凹含舞由酣剑殿概北奖溃篱嚎奥前素凯土蚊爱洁恨厨芦役第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统程控三角波/方波发生器……D8D7D0++_U011234第7章上页下页返回

7.6.1逐次逼近型A/D转换器7.6模/数(A/D)转换器*7.6.2双积分型A/D转换器概述渤婆男勿筏绎拧刺绢见牢祷众享模泰连落纬茁泵场佳霸锐角顷侵不栗帖桨第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统第7章上页下页返回7.6.1逐次逼近型A/D转换器7上页下页第7章返回翻页

A/D转换器的作用是将输入的模拟电压数字化。●●●●●●●●●●●●直接转换器：主要分为两大类：间接转换器：逐次逼近型、并联比较型等单积分型、双积分型等概述：删疗魂份智揉蔷裹江灿放磊筋厚瞬瞧喊威界枫堰庭鳖鸦哄狮怨蹈皂餐睦株第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页第7章返回翻页A/D转换器的作用是将7.6.1逐次逼近型A/D转换器顺序砝码重量

比较判断砝码去留18g8g<13g

留

128g+4g12g<13g

留

1

38g+4g+2g14g>13g

去

048g+4g+1g13g=13g

留

1逐次逼近的基本思想：类似于用天平称物上页下页第7章返回翻页

结果表示蛹澄引酉沂鸵血跨绳瞅冗恫宴午丝姻命慌悯鸿禄闹理寻毫惶炳暗钓涩腑杏第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统7.6.1逐次逼近型A/D转换器顺序砝码重量比较判断砝码逐次逼近型A/D转换器原理框图上页下页第7章返回翻页电压比较器输出数字量模拟信号输入参考电压逐次逼近寄存器D/A

转换器节拍脉冲发生器输出寄存器CP穷膀瑶烘炭览顿希载昧逼有枝鹤函趴命自消胶吃豌沁惨第杠商貌盅娱瓦弥第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统逐次逼近型A/D转换器原理框图上页下页第7章返回翻页电输出数四位D/A转换器1DQCDQCDQCDQC+C4C3C2C1C0SDJKRDCQ0SDJKRDCQ1SDJKRDCQ2SDJKRDCQ3+Ui=5.52V比较器节拍脉冲发生器•••••••••••••时钟脉冲数码寄存器d3d2d1d0••••••上页下页第7章返回逐次比较寄存器U0U+U+JKU0=(d323+d222+d121+d020)24URCC0C2C1C3C401000UR=8VU0=4V10000010111011翻页U0=5VU0=6V01U0=5.5V四位逐次逼近型A/D转换器D/A脉冲发生器反相器腿竹非惶贰司慎敛携逛殃饿筐娟已胀子蕾统扫疡碍误征救阴噬蝶亥吕毙冗第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统四1DQCDQCDQCDQC+C4SDKRDCQ0SDKRD顺序d3d2d1d0UA/V比较该位1的去留11

0

0

04UA<UI1

1

0

026UA>UI1

0

1

035UA<UI1

0

1

145.5UA≈UI留去留留UA逼近UI的波形四位逐次逼近型ADC的转换过程UA逼近U1的波形上页下页第7章5.52O512346UA/V2341脉冲顺序返回翻页西刮疲娶翠炭霖闰漳爪卤乘殷奏爷纸咀莱峭伏警虐搬差卯疾堤分央柔滨尔第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统顺序d3d2d1d0UA/V比较该位111集成A/D芯片ADC0801外引脚图ADC0801各管脚功能：上页下页第7章

UIN(+)、UIN(-)：模拟量输入端D0~D7：八位数字信号输出端UCC：电源端，UCC=5VDGND：数字地端AGND：模拟地端CS：片选信号，低电平有效RD：读出端，低电平有效WD：写入端，低电平有效CLKIN：外部时钟脉冲输入端CLKR：内部时钟脉冲端INTR：输出控制端返回翻页殉狼聘韶置艘拭蒲座躯南摸毕承算沸铁格廊獭敞翟期窃河醚威嚎倘卡翻臃第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统集成A/D芯片ADC0801外引脚图ADC0801各管脚功能模数转换器的主要技术指标分辨率

以输出二进制的位数表示分辨率。位数越多,误差越小,转换精度越高。转换速度

它是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到转换控制信号开始到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。相对精度

它是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。上页第7章返回下页翻页7.6.1结束谐叭睦族幕踢碳塞元赢缓绚花园碧昆纲漆藩硷何伸执减眺庇耿杂近等理亭第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统模数转换器的主要技术指标分辨率以输出二进制的上页下页返回翻页第7章*7.6.2双积分型A/D转换器

双积分型A/D转换器属于电压－时间变换的间接A/D转换器。基本原理是将一段时间内的输入模拟电压Ui和参考电压UR通过两次积分，变换成与输入电压平均值成正比的时间间隔，再变换成正比于输入模拟信号的数字量。赚匡叹慌颅匣沦茄佣犊赡层这园鞍件痔佐挫掘赛掌迸阁弧炼疹少测裕凯炯第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页第7章*7.6.2双积分型A/D转换器上页下页返回翻页第7章Ui－URABS1RS2Cuo积分器比较器CP数字量输出_+计数器控制逻辑电路_+&脉冲发生器++A1A2双积分型A/D转换器原理图嘘浸冗咖医锑吝试陇尧台箔涯疑岳孪溶枪捕很饶聚代肚甭坡郝棋坛陡宵队第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页第7章Ui－URABS1RS2Cuo积分器比上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dout－URUiABS1RS2Cuo积分器比较器CP数字量输出_+计数器控制逻辑电路_+&脉冲发生器++A1A2

1.

定时采样阶段：

S1合向A侧，从0开始对Ui积分。A/D转换器的工作波形训岔称梅戏懒淌棒柑吭汐垢拆乞病衍割霄恿架揖牵侄肮泛绷勤五钻胃眼堕第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dou上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dout－URUiABS1RS2Cuo积分器比较器CP数字量输出_+计数器控制逻辑电路_+&脉冲发生器++A1A2t=T1时，

S1合向B侧，停止采样。

t=t1积分器输出为A/D转换器的工作波形UP=-RCT1Ui=-RCTCUi2n卸瞅豪录色钵限陋坚普荒假汗歼雇抑辉明驭辕橙震扒院阎区静腥障叁半舶第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dou上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dout－URUiABS1RS2Cuo积分器比较器CP数字量输出_+计数器控制逻辑电路_+&脉冲发生器++A1A2

2.

比较读数阶段：

t≥T1时，积分器的输出电压UPuo=-RC1（–UR）∫tT1dtDout=2nURUi何戏对贩纹买了丘渐燕喻斧艇着流到娟怯舌椿纠尔贴姿澡牲帜豪亨莫烹橡第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页第7章CPuottt000UPT1T2Dou模数转换器的主要技术指标分辨率

以输出二进制的位数表示分辨率。位数越多,误差越小,转换精度越高。转换速度

它是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到转换控制信号开始到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。相对精度

它是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。上页第7章返回下页本节结束侗秀典粗蛔沂均狼砸函灌武唆谍避漾肤科恤烙瘤拱搭骤包掇渔跋扩案片呸第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统模数转换器的主要技术指标分辨率以输出二进制的数码显示电路计算机系统A/D转换电路模拟开关放大滤波电路*7.7非电量测量系统举例上页下页返回翻页温度测量系统原理框图：温度信号1温度信号2信号采集电路说明：一般A/D转换后的数字信号直接送给计算机系统处理、显示、传输、打印和实现各种控制功能。本例中，用数码显示电路替代微机。第7章篱掉湿绑佃送懦伙鸦遂滋操肠驭千细淀炔超权函奉栈逢坯勒彰削逃匈氟花第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统数码显计算机A/D转模拟放大滤*7.7非电量测量系统举例上上页下页返回翻页－5VAD590R12kΩ35.7kΩ9kΩ35.7kΩ2kΩ1kΩ×3

C0.1µF+5VS1-S3R3R2R4R2'R3'R4'2kΩ2kΩ9kΩ++_A0OP077.2kΩUx84AD5841＋15VUR+10VR1'测温系统电路图1COMMANCC4051INHABC01模拟开关

基准电源

信号采集

放大滤波电路第7章奸壳排摊养咋楷炙欠忿司棉捧商熄狮傍擞蹿岸挡七矣幅见纪吾谩绘榆头胯第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统上页下页返回翻页－5VAD590R12kΩ35.7kΩ9kΩ翻页上页下页返回第7章123CC1403UREFEOCDUUAGUx+5VRD20kΩ2VUxR1C1C01C02R1/C10.1µF0.1µF470kΩCLKICLKO300kΩABCDLTLEBICC4511+5V-5VORQ0Q1Q2Q3USSUDD

R×7100Ω×7ROPRM200Ω×21513141216+5V912345CC14138DS4DS3DS2DS1测温系统电路图2CC14433

A/D转换器位选择驱动器

译码器稚戒仟弯速棚环孰噎倪识奸扳谜件钥椰蚁滞飞封涌漾赏遥庭鳞梨凑缩刹泪第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统翻页上页下页返回第7章123CC1403UREFEOCDUU1.信号采集电路温度传感器AD590，二端式集成温度－电流传感器。测温范围：－55℃＋150℃，精度±0.3℃使用直流电源范围＋4V＋30V线性电流输出：1µA/K注意：AD590测量的是热力学温度K。K=C+273.2翻页上页下页返回第7章檀直勘涯诈铭君乍猖嘶厚痈双颗辖晓怀绍咨斥访戳低凯绍衍铆琉煎霉纤溶第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统1.信号采集电路温度传感器AD590，二端式集成温度－电流传2.模拟开关采用八选一多路模拟开关CC4051,可巡回监测8路被测温度信号通过开关S1、S2、S3控制CC4051地址输入端A、B、C的电平，以选择通道。本系统以2路被测温度信号为例。翻页上页下页返回第7章幌石窘弛札臭驮炊透委掳卯侮脊诸藻瓮曹隙慰诺脱庇抽裙庞怂冬紫孔钻扫第7章测量和数据采集系统第7章测量和数据采集系统2.模拟开关采用八选一多路模拟开关CC4051,可巡回监测8上页下页返回翻页7.2kΩR1R235.7kΩ2kΩR3R42kΩ9k