文档介绍：工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年12月
《工程训练》之一
讲义 V
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力的测量与差动放大
第四讲工业测量系统概述引言
温度测量系统
信号
预处理
温度
温度
传感器
电信号
符合要求
的信号
如何测量你的体温?
包括:获取温度信号以及处理温度信号
本讲我们将了解测量系统的组成原理。包括信号的获取以及信号的预处理。另外,着重讲解在信号处理中用得最多的器件:运算放大器。
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力的测量与差动放大
第四讲工业测量系统概述本讲内容(3课时)
传感器
信号调理电路
典型测量系统的组成
运算放大器
训练内容1:反相放大器测试
训练内容2:同相放大器测试
训练内容3:电压跟随器测试
选做:积分器及比较器
IC间距与DIP封装
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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 传感器
传感器:能感受某种信息(被测量)并按一定规律将信息转换成可用信号的器件或装置。
可用信号:某一定场合中便于传输和处理且可以使用的信号(常是电量)
传感器的本质:将被测量从一种能量形式转换成另一种能量形式,并作为可用信号输出
狭义的传感器:被测量电信号
传感器:工业系统的感官(位置、转速、温度、液位、压力)
对传感器的要求:线性度好、无滞环误差、特性稳定、测量范围宽、响应迅速
被测量
传感器
可用信号
物理量
化学量
生物学量
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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 信号调理电路
问题:
传感器的输出信号往往很微弱,或波形不适当,或信号形式不适合,不能直接用于工业系统的状态显示和控制
解决:电压放大、整形、电流-电压转换、频率-电压转换等
信号调理电路:对传感器的输出信号施行一定预处理的装置,使信号适于显示或控制。
主要技术:电子技术——运算放大器
测量同一被测量:不同的测量方法不同的传感器及信号调理电路
同一传感器:不同的工业系统
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力的测量与差动放大工程训练》——*
直流电源
测量系统
信号调理
电路
§ 典型测量系统的组成
现场
物理量
传感器
可用
信号
显示装置
信号发生器
示波器
控制装置
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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 典型测量系统的组成常用仪器在测量系统中的使用
信号发生器:产生标准信号(不同f、A、波形的信号)
调试和维修时,模拟传感器的输出信号
示波器:测量并显示电路中不同点的信号
直流电源:为系统各部分供电
万用表:最方便的检测仪器。
电压、电流、电阻、电容、电感、温度……
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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 运算放大器运放的符号常见的运放
管脚起始
朝左
管脚序号逆时针方向增长!!
OP07
LM324
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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 运算放大器 “放大”的含义及工作特性曲线
Vi
Vo
0
E+-
E- +
正向饱和
反向截止
线性放大区
“放大”的含义
运放的工作特性曲线
Vo∈[E-+,E+-]
,

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力的测量与差动放大工程训练》——*
§ 运算放大器理想运算放大器
A很大,1000以上
ri很大,兆欧以上
ro很小,可以忽略
Vo有限,电源电压范围内
A→∞
ri→∞
ro→0
Vo∈(E-,E+)
V1=V2
Ii=0
虚通
虚短
虚断
电压
电流
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力的测量与差动放大工程训练》——*