第10章传感器的信号处理.ppt

1.计算法：当传感器的输入量与输出量之间有确定的数学表达式时，就可以采用计算法进行非线性补偿。 2.查表法：把被测量的变化分成若干等分点，把等分点和相对应的输出数值组成一张表格，存放在计算机的存储器中，通过查表程序，直接从表中查出其对应的输出量的数值。 3.插值法：插值法就是用一段简单的曲线，近似代替这段区间里的实际曲线，然后通过近似曲线公式计算出输出量。 10.5 干扰抑制技术 10.5.1 干扰的产生 1.干扰 影响检测系统正常工作的各种内部和外部因素的总和称为干扰，有时也称干扰为噪声。 2.噪声 噪声对检测装置的影响必须与有用信号共同分析才有意义。 衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比（S/N）来表示，它是指在信号通道中，有用信号功率PS与噪声功率PN之比，或有用信号电压US与噪声电压UN之比。信噪比常用对数形式来表示，单位为dB. 在测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响。 3.干扰与噪声的关系 （1）噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，与有用信号无关。干扰是相对有用信号而言的，只有噪声达到一定数值，与有用信号一起进入智能仪器并影响正常工作才能形成干扰。 （2）噪声与干扰互为因果关系，噪声是干扰之因，干扰是噪声之果，它们之间是一个从量变到质变的过程。 （3）干扰在满足一定条件时，可以消除。噪声在一般情况下难以消除，只能减弱。 干扰 外部干扰 内部干扰 射线辐射干扰 温度干扰 化学干扰 湿度干扰 机械干扰 光干扰 电磁干扰 电源电路干扰 元件干扰 负载回路干扰 信号通道干扰 数字电路干扰 10.5.2 干扰的来源 10.5.3 电磁干扰的概念 电磁干扰主要是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低的电磁现象。它是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，通常是由电磁辐射发生源（如马达和机器）产生的。 自然界干扰源 闪电产生电磁场干扰 电吹风机干扰电视机的演示 电吹风机产生的电磁波干扰以两种途径到达电视机：一是通过共用的电源插座，二是以空间电磁场传输的方式由电视机的天线接收。应设法切断这些干扰途径。 10.5.4 抗干扰的措施1 屏蔽 屏蔽是指利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来，从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。 按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。 2 隔离 1）光电隔离 光电隔离是以光作为媒介在隔离元件的两端之间进行信号传输的，所用的元件是光电耦合器。具有较强的隔离和抗干扰能力。 2）变压器隔离 变压器隔离是利用隔离变压器将模拟信号电路与数字信号电路隔离开，也就是把模拟信号的接地点与数字信号的接地点断开，以使共模干扰电压不能构成回路，从而达到抑制共模干扰的目的。另外，隔离后的两电路应分别采用两组互相独立的电源供电，切断两部分的地线联系。 3）继电器隔离 电器线圈和触点仅有机械上的联系，而没有直接的电联系，因此，可利用继电器线圈接收电信号，而利用继电器的触点控制和传输电信号，从而可实现强电和弱电的隔离。 图11-24 继电器隔离的原理图 3 滤波 滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰频谱比要接收的信号的频谱宽得多，因而当接收器接收有用信号时，也会接收干扰信号。 （a）交流信号抑制电路 （b）输入信号的阻容滤波电路 图11-27 常见的干扰抑制电路 4 接地 接地技术是指将电网的零线及各种设备的外壳接地的技术。它的目的一是安全，二是抗干扰。 按一定技术要求埋入地中并且直接与大地接触的金属导体称为接地体。 电气设备与接地体连接的金属导体称为接地线。 接地体与接地线统称为接地装置。 接地电阻是指接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电阻的总和。 按接地目的不同，接地技术可分为工作接地、保护接零、保护接地、重复接地和保护零线 感 谢 聆 听 * * 一、教学目标 （1）了解传感器信号的非线性修正。 （2）掌握传感器信号的调制、放大、转换。 （3）理解传感器的干扰抑制技术。 二、教学重点和难点 1、重点：传感器信号的调制、放大、转换 2、难点：传感器信号的调制、放大、转换 三、教学学时 6学时 10.1 调制与解调 1、 调制的概念 在被测信号上叠加一高频信号，将它从低频区推移到高频区，提高电路的抗干扰能力和信号的信噪比。 以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。 用来改变载波信号的某一参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号。 经过调