项目一 检测技术基础

项目一传感器与检测技术主讲教师：郑金艳第二学习周检测技术基础知识知识目标：熟悉测量的基本概念与测量的方法掌握测量的基本误差与分析方法掌握传感器的定义、组成及类型了解传感器的基本特性与性能指标掌握电桥电路的工作原理及应用了解调制电路、滤波电路的工作原理及作用

能够进行测量数据的处理能够根据实际要求选用传感器能够根据需要设计合适的测量电路

技能目标：学习目标项目背景生产过程中有各种各样的参数需要进行检测和控制。检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。能从被检测的参量中提取有用信息(它往往是电量)，并且有时还将它转换成易于传递和处理的电信号，称之为传感器。检测系统的主要组成部分之一是测量，人们采用各种测量手段来获取所研究对象在数量上的信息，从而通过测量所得到的是定量的结果。检测系统的终端设备应该包括各种指示、显示装置和记录仪表，以及各种控制用的伺服机构或元件。任务1.1测量数据处理知识分布网络测量数据处理任务实施知识拓展相关知识检测及自动检测系统测量及测量方法测量误差及分析测量数据分析及处理测量误差的估计和校正测量结果的数学处理检测技术的发展测量数据处理任务1.1测量数据处理

对某一零件长度等精度测量16次，得到如下数据（单位为cm）：27.774，27.778，27.771，27.780，27.772，27.777，27.773，27.775，27.774，27.772，27.774，27.776，27.775，27.777，27.777，27.779。假定该测量数据不存在固定的系统误差，请计算出该零件的长度。【任务描述】任务1.1测量数据处理1.1.1检测及自动检测系统1.检测技术的概念与作用

检测技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。

在自动化系统中，首先需要通过检测获取生产流程中的各种有关信息，然后对它们进行分析、判断，以便进行自动控制。【相关知识】2.自动检测系统

自动检测系统指在物理量的测试中，能自动地按照一定的程序选择测量对象，获得测量数据，并对数据进行分析和处理，最后将结果显示或记录下来的系统。一个完整的检测系统通常由传感器、测量电路、显示记录装置、数据处理装置和执行机构等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示、处理和控制等功能。检测系统的组成框图如图1-1所示。

图1-1自动检测系统框图任务1.1测量数据处理各部分作用：（1）传感器：传感器是把被测量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。（2）测量电路：测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。（3）显示记录部分：显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。

（4）数据处理装置：数据处理装置是用来对测试所得的实验数据进行处理、运算、分析，对动态测试结果做频谱分析、相关分析等，完成这些任务需要采用计算机技术。（5）执行机构：执行机构是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

任务1.1测量数据处理1.1.2测量及测量方法1．测量的定义

测量就是借助于专门的技术工具或手段，通过实验的方法把被测量与同性质的标准量进行比较，求取二者比值从而得到被测量数值大小的过程。其数学表达式为任务1.1测量数据处理2．测量方法及分类

测量方法是指将被测量与其单位值进行比较的实验方法。按不同的分类方法进行分类可得到不同的分类结果。（1）根据测量的手段分类，可分为直接测量和间接测量。任务1.1测量数据处理

直接测量间接测量

任务1.1测量数据处理（2）根据被测量是否随时间变化，可分为静态测量和动态测量。静态测量动态测量（地震振动波的测量）（3）根据被测量结果的显示方式，可分为模拟式测量和数字式测量。任务1.1测量数据处理

模拟式测量 数字式测量任务1.1测量数据处理（4）根据测量时是否与被测对象接触，可分为接触式测量和非接触式测量。

接触式测量非接触式测量（红外传感器测量IC温度）任务1.1测量数据处理（5）根据是否在生产线上检测，可分为在线检测和离线检测。在线测量离线测量3．测量方法的选择

考虑下列主要因素：从被测量本身的特点来考虑从测量的精确度和灵敏度来考虑考虑测量环境是否符合测量设备和测量技术的要求测量方法简单可靠，测量原理科学任务1.1测量数据处理1.1.3测量误差及分析1.测量误差表示的方法1）绝对误差绝对误差也称示值误差，是测量仪器的示值x与被测量的真值A0之差，则绝对误差△x为

由于一般无法求得真值A0，在实际应用时常用精度高一级的标准器具的示值，即实际值A代替真值A0。x与A之差称为测量器具的示值误差，记为

采用绝对误差（示值误差）表示测量误差，可以比较客观地反映测量的准确性。任务1.1测量数据处理2）相对误差相对误差是绝对误差与被测量的约定值之百分比值。在实际测量中，相对误差有实际相对误差、示值相对误差和满度（引用）相对误差。（1）实际相对误差。实际相对误差用绝对误差△x与约定真值A的百分比表示

（2）示值相对误差。示值相对误差用绝对误差△x与示值x的百分比表示

（3）满度（引用）相对误差。满度相对误差用绝对误差△x与仪表满量程值Am的百分比表示

任务1.1测量数据处理【例1-1】某温度计的量程范围为0~500℃，校验时该表的最大绝对误差为6℃，试确定该仪表的精度等级。解：根据题意得△xm=6℃，Am=500℃,带入式（1-6），则该温度计的基本误差介于1.0%与1.5%之间，因此该表的精度等级为1.5级。任务1.1测量数据处理2．测量误差分析根据测量数据中的误差所呈现的规律及产生原因可将其分为系统误差、随机误差和粗大误差。1）系统误差

在相同条件下多次测量同一量值时，误差值保持恒定；或者当条件改变时，其值按某一确定的规律变化的误差，统称为系统误差。系统误差按其出现的规律又可分为定值系统误差和变值系统误差。

系统误差表征测量的准确度，可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以通过重新调整测量仪表的有关部件予以消除。任务1.1测量数据处理2）随机误差在相同条件下，以不可预知的方式变化的测量误差称为随机误差。在一定测量条件下对同一值进行大量重复测量时，总体随机误差的产生满足统计规律，即具有有界性、对称性、抵偿性、单峰性。因此，可以分析和估算误差值的变动范围，并通过取平均值的办法来减小对测量结果的影响。随机误差的表达式为：任务1.1测量数据处理任务1.1测量数据处理弹着点很分散，表明它的精密度低弹着点集中但偏向一方，表明精密度虽高，但准确度低弹着点集中靶心，则表明既精密又准确，即精确度高任务1.1测量数据处理3）粗大误差

超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差，粗大误差又称疏忽误差。粗大误差的出现具有突然性，它是由某些偶尔发生的反常因素造成的。

在数据处理时，要采用的测量值不应该包含有粗大误差，即所有的坏值都应当剔除。所以进行误差分析时，要估计的误差只有系统误差和随机误差两类。任务1.1测量数据处理1.1.4测量数据处理在实际测量工作中，所测得的数据并不一定十分理想。为了能得到较精确的测量结果，应对多次测量的数据进行分析与处理。测量结果的数据处理可以按照下列步骤进行：任务1.1测量数据处理任务1.1测量数据处理将所测得的数据按照下列步骤进行处理：（1）按测量数值的顺序列成表格，形成测量数据表：【任务实施】任务1.1测量数据处理任务1.1测量数据处理【知识拓展】1．测量误差的估计和校正1）随机误差的影响及统计处理随机误差处理的任务就是从随机数据中求出最接近真值的值(或称最佳估计值)，对数据精密度的高低(或称可信程度)进行评定并给出测量结果。2）系统误差的发现与判别发现系统误差一般比较困难，发现系统误差的常用方法有以下几种：任务1.1测量数据处理（1）实验对比法这种方法是通过改变产生系统误差的条件，进行不同条件的测量来发现系统误差的，该方法适用于发现固定的系统误差。（2）残余误差观察法将一个测量列的残余误差Vi在Vi—n坐标中依次连接后，如图1-3所示，通过观察误差曲线即可以判断有无系统误差的存在。图1-3Vi—n示意图任务1.1测量数据处理（3）准则判别法通过现有的相关准则进行理论计算，也可以检验测量数据中是否含有系统误差。3）系统误差的校正（1）采用修正值方法

（2）从产生根源消除（3）补偿法任务1.1测量数据处理2．测量结果的数学处理1）表格法表格法是把被测量数据精选、定值，按一定的规律归纳整理后列于一个或几个表格中。2）图解法图解法是把互相关联的实验数据按照自变量和因变量的关系在适当的坐标系中绘制成几何图形，用来表示被测量的变化规律和相关变量之间的关系。3）解析法通过实验获得一系列数据。这些数据不仅可用图表法表示出函数之间的关系，而且可用与图形相对应的数学公式来描述函数之间的关系，从而进一步用数学分析的方法来研究这些变量之间的关系。任务1.1测量数据处理3．检测技术的发展及应用检测技术的发展趋势主要有以下几个方面：

（1）不断提高仪器的性能、可靠性，扩大应用范围。（2）新原理、新材料和新工艺将产生更多品质优良的新型传感器。（3）开发展小型化、集成化、多功能化、多维化、智能化和高性能、大量程装置。（4）微电子技术、微型计算机技术、现场总线技术与仪器仪表和传感器的结合，扩大检测领域，构成新一代智能化测试系统，使测量精度、自动化水平进一步提高。（5）研究集成化、多功能和智能化传感器或测试系统。检测技术的应用领域：任务1.1测量数据处理神舟六号回收过程的：测控技术任务1.1测量数据处理检测技术在卫星中的应用人造卫星红外扫描区域任务1.1测量数据处理地震中的生命探测仪一、认识传感器传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人的感官相类似。如果将计算机视为识别和处理信息的“大脑”，将通信系统比作传递信息的“神经系统”，将执行器比作人的肌体的话，那么传感器就相当于人的五官。“感”——传感器对被测量的对象敏感。“传”——传送传感器感受被测量的信息。图1-3自动水龙头图1-2自动门2．工业生产中使用的传感器液位传感器光电传感器位置传感器图1-4食用油的自动化生产线图1-5光电计数机光电传感器3．地震救助中使用的传感器

（a）雷达波探测器（b）视频探测器（c）音频探测器（d）红外热成像生命探测仪

图1-6生命探测设备4．农业生产中使用的传感器图1-7塑料大棚5．汽车中使用的传感器图1-8汽车中使用的部分传感器任务1.2传感器认知及选用任务1.2传感器认知及选用【任务描述】要实时监测一个加热炉的温度：测量温度范围大约为50～80℃，检测结果的精度要求达到1℃。现有3种带数字显示表的温度传感器，它们的量程分别是0～500℃,0～300℃,0～100℃，精度等级分别是0.2级、0.5级、1.0级，为了满足测量需要，选择合适的传感器。任务1.2传感器认知及选用【相关知识】1.2.1传感器的定义与组成1.传感器的定义

传感器是指能够感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可输出信号的器件或装置。任务1.2传感器认知及选用

2.传感器的组成

传感器通常由敏感元件、传感元件及测量电路组成。（1）敏感元件：敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分。在完成非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有手段直接转成电量，敏感元件在接受被测量后输出一种易于变为电量的非电量。

（2）转换元件。转换元件也叫传感元件，是将敏感元件的输出转换成适于传输或测量的电信号元件。（3）测量电路。测量电路又称为转换电路，其作用是将转换元件输出的电信号进行处理，如放大、滤波、线性化和补偿等，以转换成易于处理的电压、电流或频率参量等。任务1.2传感器认知及选用例：下图所示为一种气体压力传感器的示意图。膜盒2下半部与壳体1固定连接，上半部通过连杆与磁芯4相连，磁芯4置于两个电感线圈3中，后者接入转换电路5。膜盒外部与大气压力pa相通，内部感受被测压力p。当p变化时，引起膜盒上半部移动，即输出相应的位移量。这里的膜盒就是敏感元件，转换元件为可变电感线圈，将电路参数接入转换电路5，便可转换成电量输出。任务1.2传感器认知及选用1.2.2传感器的种类（1）按被测量分为位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。（2）按测量原理分为电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。（3）按传感器能量转换情况可分为能量变换型（发电型）和能量控制型（参量型）两种。（4）按传感器工作原理可分为结构型传感器和物性型传感器等。任务1.2传感器认知及选用1.2.3传感器的基本特性传感器的基本特性：对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述就称为传感器的特性。它分为静态特性和动态特性两种。1.传感器的静态特性1）灵敏度传感器的灵敏度S是指达到稳定工作状态时，输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。可表示为：任务1.2传感器认知及选用

如上图所示，输入输出为线性关系的传感器，其灵敏度为一常数，灵敏度为直线的斜率。若传感器的输入输出为非线性关系，其灵敏度为工作点处的切线斜率。任务1.2传感器认知及选用【例1-2】有一个位移传感器，当位移变化为0.5mm时，输出电压变化为150Mv，则灵敏度是多少?解：灵敏度为：任务1.2传感器认知及选用2）线性度

线性度又称为线性误差，是指传感器实际特性曲线与拟合直线（也称理论直线）之间的最大偏差与传感器满量程输出的百分比，如下图所示：任务1.2传感器认知及选用3）迟滞性

传感器在正（输入量增大）、反（输入量减小）行程中输入输出曲线不重合的现象称为迟滞，特性图如图所示：任务1.2传感器认知及选用4）重复性

重复性是指传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。任务1.2传感器认知及选用5）分辨力与阈值

分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。分辨力可用绝对值表示，也可用与满量程的百分数表示。6）稳定性

稳定性是指在规定条件下，传感器保持其特性恒定不变的能力，通常是对时间而言的。2.传感器的动态特性

指输入量随时间变化时传感器的响应特性。传感器要检测的输入信号是随时间而变化的，传感器的特性应能跟踪输入信号的变化，这样才可以获得准确的输出信号。如果输入信号变化太快，传感器就可能跟不上。因此，动态特性是传感器的重要特性之一。传感器主要有固有频率、时间常数、频率范围、响应时间、阻尼系数、临界速度等动态技术指标。

任务1.2传感器认知及选用1.2.4传感器的选用

选择传感器主要考虑其静态特性、动态响应特性和测量方式等方面的问题，而静态特性又包括灵敏度、线性度、精度等指标，动态响应特性包括稳定性、快速性等指标。1．灵敏度选择在确定灵敏度时，还要考虑以下几个问题：（1）当传感器的灵敏度过高时，对干扰信号也会很敏感。（2）与灵敏度紧密相关的是量程范围。过高的灵敏度会影响其适用的测量范围。（3）如果是一个单向量，就要求传感器纵向灵敏度愈高愈好，而横向灵敏度愈低愈好；如果被测量是二维或三维的向量，那么还要求传感器的交叉灵敏度愈小愈好。任务1.2传感器认知及选用2．准确度和精密度在选用传感器时，要着重考虑精密度，因为准确度可用某种方法进行补偿，而精密度是传感器本身固有的。3．动态范围和线性度若配用一般测量电路，线性很重要；若用微型计算机进行数据处理，则动态范围需要重点考虑。即使非线性很严重，也可用计算机等对其进行线性化处理。

4．响应速度和滞后性对所使用的传感器，希望其动态响应快，时间滞后少，但这类传感器的价格相应就会偏高一些。5．测量方式传感器在实际条件下的工作方式，也是选择传感器时应考虑的重要因素。6．其他方面如传感器的安装现场条件、使用环境、信号传输距离等因素。

任务1.2传感器认知及选用【任务实施】

在本任务中，要实时监测一个加热炉的温度，在选择温度传感器时，主要从技术指标和成本两个方面进行考虑。1．技术指标分析

技术指标以测量精度为主要因素，分别计算各自的最大相对误差，然后进行比较。（1）若选用量程为0～500℃、精度等级为0.2级的温度传感器，则它的最大示值相对误差为：任务1.2传感器认知及选用（2）若选用量程为0～300℃、精度等级为0.5级的温度传感器，则它的最大示值相对误差为：（3）若选用量程为0～100℃、精度等级为1.0级的温度传感器，则它的最大示值相对误差为：

由精度计算可见，量程为0～300℃、精度等级为0.5级的温度传感器的示值相对误差较大，精度低；量程为0～500℃、精度等级为0.2级和量程为0～100℃、精度等级为1.0级的温度传感器示值相对误差相同。任务1.2传感器认知及选用2．综合分析与选择

从成本考虑，量程为0～500℃、精度等级为0.2级的温度传感器在测量80℃时，灵敏度较小，且0.2级精度的仪器价格较高。综合以上分析，选用量程为0～100℃、精度等级为1.0级的温度传感器比较合适。任务1.2传感器认知及选用【知识拓展】1．传感器中弹性元件形式

所谓的弹性元件是指能够因外力作用而改变形状或尺寸，而外力撤除后能完全恢复其原形的物体，在传感器中应用的弹性元件称为弹性敏感元件。

弹性敏感元件在形式上基本分为两大类：力变换成应变或者位移的变换力弹性敏感元件和压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。任务1.2传感器认知及选用1）变换力的弹性敏感元件在力变换中，弹性敏感元件的形式有实心圆柱体、空心圆柱体、等截面圆环、等截面悬臂梁、等强度悬臂梁、扭转轴等。如图所示。任务1.2传感器认知及选用2）变换压力的弹性敏感元件

在工业生产中，经常需要测量流体（气体或液体）产生的压力。变换压力的弹性敏感元件形式很多，通常是弹簧管、膜片、膜盒等，如图所示。任务1.2传感器认知及选用2.传感器的命名与代号1）传感器命名法的构成传感器产品的名称，应由主题词及四级修饰语构成。（1）主题词——传感器。（2）第一级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。（3）第二级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。（4）第三级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。（5）第四级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。例1传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2传感器，加速度，压电式，±20g。任务1.2传感器认知及选用2）传感器代号的标记方法

一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。依次为：主称（传感器）、被测量、转换原理和序号，在被测量、转换原理、序号三部分代号之间有连字符“-”连接。如图所示。任务1.2传感器认知及选用3．传感器技术的发展方向

1）新型传感器的开发2）传感器的集成化3）传感器的智能化、网络化任务1.3 电阻电桥电路设计任务1.3 电阻电桥电路设计本任务主要就是讨论如何将被测量是电阻的输入信号转化成电压进行输出。研究电桥电路在各种输出状态下，输入电阻与输出电压之间的关系要求。用四个电位器组成一电阻电桥，自选桥路电压，进行调零，分别进行单臂、双臂和全桥工作方式的输出测量，将测量所得数据与理论计算值相比得到误差，分析误差产生的原因，并提出改进措施。【任务描述】任务1.3 电阻电桥电路设计【相关知识】

被测非电量经过传感器变换之后，往往成为电阻、电容、电感或电荷、电压、电流等微小电参量。这些电参量尚需经过中间转换装置予以变换、放大、运算、调整，转换为适合于进一步处理的形式后，才能送入显示仪表、记录器、控制器或输入电子计算机进行最后处理。本任务主要介绍电桥电路、调制电路、滤波电路及抗干扰技术等。任务1.3 电阻电桥电路设计1.3.1电桥电路

电桥的主要作用是把被测的非电量或者电量转换成电阻、电感、电容的变化，再变成电流或电压的变化。它是测量系统中广泛使用的一种电路。根据电桥的供电电源不同，可分为直流电桥和交流电桥两种。1.直流电桥

1）直流电桥平衡条件

如右图所示，为直流电桥基本电路，电桥各臂的电阻值分别为R1、R2、R3及R4。Ui为电桥直流电源电压，Uo为电桥输出电压。任务1.3 电阻电桥电路设计其输出电压Uo为由此式可见：若R1R3=R2R4，则输出电压Uo为零，称为电桥处于平衡状态，所以把R1R3=R2R4或R1/R2=R4/R3称为直流电桥的平衡条件。这说明欲使电桥平衡，其相对两臂电阻的乘积相等，或相邻两臂电阻的比值应相等。

任务1.3 电阻电桥电路设计2）单臂电桥当电桥中R1为电阻应变片，R2、R3、R4为电桥固定电阻，这就构成了单臂电桥，如图所示。所以，单臂电桥电压灵敏度任务1.3 电阻电桥电路设计2）双臂电桥当电桥中R1、R2为电阻应变片，R3、R4为电桥固定电阻，这就构成了双臂电桥，如图所示。所以，双臂电桥电压灵敏度任务1.3 电阻电桥电路设计2）四臂电桥应变片全桥是指四个桥臂均接有应变片，即四个桥臂电阻都发生变化，如图所示。所以，四臂电桥电压灵敏度

上述三种工作方式中，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低。采用四臂全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿。任务1.3 电阻电桥电路设计2．交流电桥根据直流电桥分析可知，其优点是高稳定直流电源易于获得，电桥调节平衡电路简单，但由于电桥输出电压很小，一般都要加放大器，而直流放大器易产生零漂，因此应变电桥多采用交流电桥。交流电桥的结构与直流电桥相同，如图所示。其输出电压Uo为：由上式可导出交流电桥的平衡条件是：任务1.3 电阻电桥电路设计1.3.2调制电路工程中被测物理量，如力、位移、温度、流量等，经过传感器变换后，常常是一些缓变的微小电信号。从放大处理来看，直流放大有零漂和级间耦合等问题，为此，往往把缓慢变化的信号先变成频率适当的交流信号，然后利用交流放大器放大，最后再恢复为原信号，这样的变化过程称为信号的调制与解调，它广泛用于传感器的调理电路中。

调制是指利用被测缓变信号来控制或改变高频振荡波的某个参数（幅值、频率或相位），使其按被测信号的规律变化，以利于信号的放大与传输。若控制量是高频振荡波的幅值，则称为调幅（AM）；若控制量是高频振荡波的频率或相位，则称为调频（FM）或调相（PM）。

任务1.3 电阻电桥电路设计一般把控制高频振荡波的缓变信号称为调制波，载送缓变信号的高频振荡波称为载波，经过调制的高频振荡波称为已调波，根据调制原理不同，分别称为调幅波、调频波，如左图所示。解调是对已调波进行鉴别以恢复缓变的测量信号。

任务1.3 电阻电桥电路设计1.3.3滤波电路滤波是测量系统排除干扰、抑制噪声常用的方法。滤波技术分为硬件滤波和软件滤波。

硬件滤波器是一种选频电路，它的功能是让指定频段的信号以固定增益通过，而将其余频段的信号加以抑制或使其极大地衰减；软件滤波是通过计算机程序，采用某些算法对传感器信号进行处理。滤波电路在测控系统中的作用：一方面是滤除噪声，另一方面是分离各种不同的信号。

1．滤波器的分类

根据滤波器处理信号的频带，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等四种，滤波电路理想的幅频特性如下图所示：任务1.3 电阻电桥电路设计（a）低通滤波器 （b）高通滤波器 （c）带通滤波器（d）带阻滤波器图1-21四类滤波器的幅频特性任务1.3 电阻电桥电路设计2．RC滤波器原理及特性1）RC低通滤波器RC低通滤波器的典型电路及其幅频、相频特性如图所示，这是一个典型的一阶系统。幅频特性为相频特性为任务1.3 电阻电桥电路设计2．RC滤波器原理及特性2）RC高通滤波器高通滤波器的典型电路及其幅频、相频特性如图所示。

幅频特性为相频特性为任务1.3 电阻电桥电路设计3）RC带通滤波器RC带通滤波电路可以看成是由RC低通滤波电路和高通滤波电路串联组成，如图所示。相频特性为幅频特性为任务1.3 电阻电桥电路设计【任务实施】1.电阻电桥设计采用四个性能一致的1KΩ精密电位器组成如图所示电路，输入直流9V电源，初始状态将电位器调整在中间，各桥臂阻值为500Ω。任务1.3 电阻电桥电路设计2.电阻电桥的制作为了方便制作和器件的重复利用，可采用面包板进行电路搭建，这样便于电路调整，减少制作成本。将四个电位器先调至中点，用万用表测其阻值为500Ω，再插接在面包板上组成桥路，接好电源线和输出电极。接入9V直流电源，就可用万用表或数字毫伏表测量电桥的输出电压了。3.电阻电桥的性能测试（1）电桥搭建好后，接入电源，将输出接到电压表就可开始电桥输出性能的测试。（2）单臂时只调整一个电位器即可，双臂时调整两个，全桥时四个电位器同时调整。（3）调邻边电阻时方向要相反，使一变电阻增大，另一边电阻减小；而调对边时则要使变化方向相同。（4）设定电位器的阻值每隔100Ω为一个测点进行记录，并对误差进行分析。任务1.3 电阻电桥电路设计【知识拓展】在实际测量过程中，测量电路常会受到来到系统内部或外部各种因素的影响，从而导致测量精度的下降。因此，要保证传感器正常工作并获得准确、可靠的测量结果，就必须研究干扰的性质、来源及抑制干扰的措施。1．干扰的类型干扰来自干扰源。在工业现场和环境中，干扰源是各种各样的。按干扰的来源，可以将干扰分为外部干扰和内部干扰。任务1.3 电阻电桥电路设计1）外部干扰

外部干扰主要来自于传感器系统外部的干扰信号，如电网电压的波动、电磁辐射、高压电源漏电等。（1）电磁干扰

检测系统所在位置空间的