测试技术课件---3 信号调理.ppt

作用：将电阻、电感、电容等参数的变化变为电压或电流输出的一种测量电路，其输出可直接送入指示仪表，也可送入放大器进行放大 特点：测量电路简单，具有较高精确度和灵敏度，应用广泛 工作方式：直流电桥和交流电桥（按激励电压） 接法：半桥单臂、半桥双臂、全桥 和差特性：相邻臂有增量时，输出反映为两臂增量相减，相对有增量时，输出反映为两臂增量相加 举例： 图示悬臂梁受力和作用，要求只测出引起梁纯弯曲的力，试画出应变片的粘贴位置与电桥的连接方式图。 相敏检波——P136图4-17 典型应用——动态电阻应变仪（P137图4-18） 作业： 第一次作业：P152习题4-1，4-5，4-9。 恒带宽比滤波器——1/3倍频程滤波器 3.3 滤波器 3.3 滤波器 由案例提炼的典型实验：钢管无损探伤 滤除信号中的零漂和低频晃动，便于门限报警 3.3 滤波器 案例：机床轴心轨迹的滤波处理 3.3 滤波器 案例：机床轴心轨迹的滤波处理 滤除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律。 3.3 滤波器 课堂练习： 1、为什么在动态应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？ 2、调幅波是否可以看是载波与调制信号的迭加？为什么？ 3、试从调幅原理说明，为什么动态应变仪的电桥激励电压频率为10kHz，而工作频率为0～1500Hz？ 4、用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变，已知其变化规律为ε t Acos10t+Bcos100t 如果电桥激励电压u0 Esin10000t 试求此电桥的输出信号频谱。 第三章 信号调理 机电工程学院 第三章 信号调理 机械工程测试技术基础 本章学习要求： 1、了解电桥工作原理　　 2、了解信号调制解调原理　 3、了解信号滤波器工作原理 信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。 信号调理的目的　 第三章 信号调理 1、传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。? 2、有些传感器输出的是电信号，其中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。 3、在某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。 第三章 信号调理 3.1 电桥 ● 平衡条件： V E R1 R3 R2 R4 3.1 电桥 一、直流电桥 令： 3.1 电桥 二、交流电桥 电感 电容 传感器 传感器 ● 平衡条件 3.1 电桥 电桥的接法： 3.1 电桥 半桥单臂 半桥双臂 全桥 3.1 电桥 F F’ 3.2 调制与解调 目的：解决微弱缓变信号的放大以及信号的传输问题。 第三章 信号调理 先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去，然后利用交流放大器进行放大，最后再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变信号。 例：交流电桥 Vin Vo R1 R3 R2 R4 某些传感器在完成从被测物理量到电量的转换过程中应用了信号调制的原理，如交流电桥实质上也是一个幅值调制器。 3.2 调制与解调 几个术语：P133 1、调制、解调 2、调幅 AM 调频 FM 调相 PM 3、载波、调制波 4、已调波 5、调幅波、调频波、调相波 一、调幅波与解调 调幅是将一个高频正弦信号（或称载波）与测试信号相乘，使载波信号幅值随测试信号的变化而变化． 缓变信号 调制 高频信号 放大 放大高 频信号 解调 放大缓变信号 3.2 调制与解调 1、幅度调制与解调过程（波形分析） 乘法器 放大器 x t z t x m t 乘法器 滤波器 z t x t 3.2 调制与解调 2、幅度调制与解调过程（频谱分析） 乘法器 放大器 x t z t x m t 乘法器 滤波器 z t x t 3.2 调制与解调 3、幅度调制与解调过程（数学分析） 乘法器 放大器 x t z t x m t 乘法器 滤波器 z t x t 3.2 调制与解调 3.2 调制与解调 4、调幅波的解调方法——同步解调 上述调制方法，将信号x t 直接与载波y t 相乘．这种调幅波具有极性变化，解调时必须再乘与z t 相位相同的y’ t 方能复原出原信号，故称同步解调。 同步解调：性能良好的线性乘法器 解调 二极管检波 低通滤波 3.2 调制与解调 4、调幅波的解调方法——包络检波 整流检波——足够大的偏置电压 3.2 调制与解调 3.2 调制与解调 4、调幅波的解调方法——相敏检波 二、频率波与解调 调频是利用信号x t 的幅值调制载波的频率，或者说，调频波是一种随信号x t 的电压幅值而变化的疏密度不同的等幅波。 3.2 调制与解调 调频信号的解调（鉴频）： 3.2 调制与解调 频率调制方法： 振荡电路——LC振荡电路、变容二级管调制器、压控振荡器 鉴频器