1.3 测控电路的信号类型、测控电路的类型与组成、测控电路的发展趋势

news2024/11/27 12:51:55

笔者电子信息专业硕士毕业，获得过多次电子设计大赛、大学生智能车、数学建模国奖，现就职于南京某半导体芯片公司，从事硬件研发，电路设计研究。对于学电子的小伙伴，深知入门的不易，特开次博客交流分享经验，共同互勉！全套资料领取扫描文末二维码！

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1.3 测控电路的信号类型

1.4 测控电路的类型与组成

1.5 测控电路的发展趋势

1.3 测控电路的信号类型

1.模拟信号

模拟信号分为非调制信号和经调制信号。

（1）非调制信号，信号的大小、波形与被测信号的大小、波形直接对应的信号。如热电偶测温时的输出信号，压电传感器测力时的输出信号等就是非调制信号。

（2）经调制信号，为提高信号的抗干扰能力，经常将传感器输出的信号调制后再行处理，在精密测量中，调制往往在传感器中进行，这时传感器输出的信号就是经调制信号。

2.数字信号

数字信号分为增量码信号、绝对码信号和数字I/O信号。

（1）增量码信号，实际是脉冲信号，被测量值与传感器输出的脉冲数成正比。例如，光栅测位移，电磁式或光电式流量计测流量等传感器的输出信号就是增量码信号。严格讲这仍然是模拟信号，是一种准数字信号。

（2）绝对码信号，一种与状态相对应的信号，实际是数字编码信号。例如，码盘输出信号。

（3）数字I/O信号，又称开关信号，是一位绝对码信号，只有“0”和“1”两个状态。

1.4 测控电路的类型与组成

1.测量电路的基本组成

1）模拟式测量电路的基本组成

模拟式测量电路的基本组成如图1.4.1所示，包括前置放大器、解调器、信号分离电路、运算电路、模数转换电路等环节。解调器的设置与否根据传感器输出是否为经调制信号确定。若信号是调制信号，需设置解调器；反之，前置放大器的输出直接进入信号分离电路。分离电路一般为滤波器，一方面将噪声与信号分离，另一方面将不同成分的信号分离，取出所需信号。后续电路为运算电路，根据需要进行所需运算，其输出将进入数字化电路。

图1.4.1 模拟式测量电路的基本组成

2）数字式测量电路的基本组成

数字式测量电路的基本组成如图1.4.2所示。数字式测量电路一般用于测量脉冲输入信号，测量这类信号一般采用计数的方法。

图1.4.2 增量码数字式测量电路的基本组成

传感器的输出信号经放大整形后变为方波，为了提高测量精确度和测量分辨率需要进行内插细分。当脉冲信号的一个周期所对应的量不是一个便于读出的量时，需要对脉冲当量进行变换。被测量增大或减小，脉冲周期都将发生变化，需要采用适当的方法辨别被测量变化的方向，辨向电路按辨向结果控制计数器做加法或减法计数。采样指令到来时，将计数器所计的数送入锁存器，显示执行机构显示该状态下被测量值，或按测量值执行相应动作。

2.控制电路的基本组成

1）开环控制

开环控制系统的基本组成如图1.4.3所示。系统中给定机构设置给定信号，经控制电路控制执行机构作用于被控对象，使输出按所要求的规律变化。这种系统的控制精度取决于系统传递函数的正确性，且不能受到干扰，一旦受到干扰，由于系统无自我调节能力，其控制精度将下降。

图1.4.3 开环控制系统的基本组成

2）闭环控制

闭环控制系统的基本组成如图1.4.4所示。系统中增加了反馈环节。传感器直接测量的输出量，将被反馈到输入端与设定值相比较。当发现它们之间有差异时进行调节，这种系统由于反馈的作用可以消除扰动的影响，从而控制精度。系统的控制精度取决于传感器和比较电路的精度。在这样的系统中，控制电路和传感器起决定性的作用。