传感器与检测技术串讲讲义(6)

常见考点：

1、 采样保持环节；

2、传感检测信号的细分、辨向原理 一、采样保持环节

【知识点】

1、 采样保持器的作用：

采样期间：其输出能跟随输入的变化而变化； 保持期间：使其输出值保持不变。 2、 采样保持器的组成：

为了是采样保持器达到一定精度，需在它的输入级和输出级采用缓冲器，以减少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。 3、 采样定理

错误！未找到引用源。

式中 错误！未找到引用源。——采样频率；

错误！未找到引用源。——采样信号频谱中的最高频率分量

如不满足以上关系式，将会出现信息丢失或信号失真。 历年试题15：（2005.10） 单选题

15. 通常在采样保持器的输出级采用缓冲器，其作用是（ ）

A. 提高放大倍数 B. 增加信号的输出阻抗 C. 减少负载的输入阻抗 D. 增加负载的输入阻抗 【答案】D

【解析】考察采样保持器各组成的作用。 二、传感检测信号的细分、辨向原理

【知识点】

1、 四倍细分原理（以光栅传感器为例）

（1）无细分时，当主光栅与指示光栅相对移动一个栅距W时，则莫尔条纹也相应移动一个间距错误！未找到引用源。。即 错误！未找到引用源。=W/错误！未找到引用源。W/，光电接收元件上得到一个脉冲信号，利用一个光电元件记录下指示光栅上移动的莫尔条纹数，也就是脉冲个数。即可知道主光栅与指示光栅相对移动的距离。其分辨率为光栅栅距的大小。

（2）四倍细分，即利用四个光电元件接收莫尔条纹信号，当主光栅与指示光栅相对移动一个栅距W时，可依次得到四个计数脉冲信号。这就是四倍细分。

如：栅线为50线/mm，则分辨率为0.02mm/脉冲，四细分后，其分辨率为0.02/4mm=0.005mm。 2、 辨向原理

为了辨别移动的方向，并根据不同的移动方向，计数器进行加或减运算，需要两路有一定相位差的测量信号，只要辨别出这两路信号哪一路超前，就可以知道运动的方向，其相位差多取为90。

历年试题16：（2005.10） 计算题

16. 已知光栅式位移传感器的栅距为0.01mm，标尺光栅和指示光栅的栅线夹角为0.3，求

（1）光栅莫尔条纹的间距及莫尔条纹的放大系数。

（2）测量时，若光电元件接收到莫尔条纹10个周期的光强信号，求所测得的位移量是多少？

（3）若想得到0.0025mm的分辨力，应采用多少倍的细分电路？ 【答案】 （1） 莫尔条纹的间距

错误！未找到引用源。=W/错误！未找到引用源。=0.01/错误！未找到引用源。1.91mm

放大系数为

K=错误！未找到引用源。/W=1.91/0.01=191

（2） 测得的位移量是

x=10W=10错误！未找到引用源。=0.1mm （3） W/0.0025=0.01/0.0025=4

采用四倍细分电路。

【解析】考察细分原理

第五节 传感检测系统中的抗干扰问题

常见考点：

1、 干扰与噪声；

2、 干扰抑制的方法； 3、 典型噪声干扰的抑制。

一、 干扰与噪声

【知识点】

1、噪声及干扰的定义

噪声：任何不希望有的信号

干扰：在一有用频带内的任何不希望有的信号。 2、信噪比的概念

信噪比是指信号通路中，有用信号功率错误！未找到引用源。与噪

声功率错误！未找到引用源。之比，通常用S/N表示，即：S/N=10错误！未找到引用源。

二、干扰抑制的方法

【知识点】

1、 接地：

测量系统中有四种接地系统：安全地、信号源地、数字信号地和模拟信号地，为了防止信号有公共阻抗而引起信号交叉耦合，通常采用单点接地。如下图所示：

2、 屏蔽 （1） 静电屏蔽 （2） 低频磁感应屏蔽

是利用屏蔽物的高导磁性能提供的低磁阻实现的。一般选用铁磁性材料。 （3） 高频磁感应屏蔽

通常采用金属屏蔽罩，如紫铜薄片等。当电磁场在金属内传播

安全地 模拟系统 数字系统 数字地 传感器 信号源地 模拟地

时，会在金属内感应电流，继而产生热效应，即电磁场能量的一部分被金属吸收而转化为热能，这就是由吸收损耗而导致的屏蔽效果。

3、 隔离

（1） 变压器隔离：两个电路之间靠磁通耦合，不会产生共模噪声。 （2） 光电耦合电路：光耦由一个发光二极管和光敏三极管组成，使

两电路之间通过光耦合，将两个电路完全隔开，可完全克服两电路间的地线干扰。

4、 滤波

（1） 电源滤波，可滤去低频和高频干扰。 （2） 退耦滤波：

当一个直流电源对几个电路同时供电时，为了避免通过电源内阻造成几个电路之间互相干扰，可在每个电路的直流电源进线与地之间加装RC退耦滤波电路。

历年试题17：（2004.10）单选题

17. 静电屏蔽的作用在于消除静电荷对测量仪器产生的（ ）

A. 高次谐波干扰 B. 放电干扰 C. 静电场干扰 D. 漏电流干扰

【答案】C

【解析】考察静电屏蔽的作用。 历年试题18：（2009.10）单选题

18.对于低频磁感应干扰，其屏蔽材料应选用（ ）

A. 导磁材料 B. 非导磁材料 C. 低电阻率材料 D. 高电阻率材料

【答案】A

【解析】考察如何选用低频屏蔽的材料。 三、典型噪声干扰的抑制

【知识点】

1、

设备启、停时产生的电火花干扰

消除这种干扰的方法通常是采用RC吸收电路，即将电阻R和电容C串联后，再并联到继电器触点或电源开关两端。

2、 共模噪声

抑制这种干扰可采用差分放大器，因为差分放大器对共模噪声没有放大作用。 3、

串扰

相邻信号在导线上产生的噪声或一信号耦合到另一导线上所产生的干扰为串扰。

克服串扰的有效办法是将不同信号线分开，并且留有最大可能的空间隔离。

第九章 信号分析及其在测试中的应用

第一节 信号的分类与幅值描述

常见考点：

1、信号的分类； 2、信号幅值描述； 一、 信号的分类 【知识点】

1、 确定性信号：能用明确的数学解析关系式或图表描述的信号；根据信号特征，又分为周期信号和非周期信号。

（1） 周期信号：以一定的时间间隔T（周期）周而复始。如正弦信号等 （2） 非周期信号：在时域内不按周期重复出现。

2、 非确定性信号（随机信号）：无法用确切的数学关系式描述，也不能准确预测未来的结果。

只能用概率统计方法描述它的规律。

3、 模拟信号：在某一自变量连续变化的间隔内，信号的数值连续。

4、 离散信号：自变量在某些不连续数值时，输出信号才具有确定值，称为离散信号。

二、信号的幅值描述

【知识点】

1、

信号的均值错误！未找到引用源。——表示信号中常值分量或直流 …… 此处隐藏：1032字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……