仪表分析方法.ppt

　仪表的分析方法 1 采用单个放大器的仪表分析 分析方法 2 采用运算放大器的仪表分析方法 运算放大器的基本知识 运算放大器的基本性能 理想运算放大器的基本性能 基本运放电路：反相端输入 基本运放电路：同相端输入 基本运放电路：差动输入 基本运放电路：电压跟随器 运算放大器的单电源供电 运算放大器的使用条件 III型仪表中运放的供电 分析方法 　 采用运算放大器的仪表分析方法是把整个仪表线路分成一个个运算放大器电路单独地进行分析，最后再综合得到整机的特性。因此，采用运算放大器的仪表线路分析的基础是单个运算放大器电路的分析。 单个运算放大器电路的分析方法通常有如下两种： 　　1.利用基本运算放大器电路的关系式 　　2.利用理想运算放大器输入端的两个特征 利用基本运算放大器电路的关系式 　　 特点：基本概念明确 物理意义清楚 要点：熟练灵活掌握基本运算放大器电路的关系式，就能很容易看出运算放大器电路的运算关系，并能很快地了解整个仪表的特性。 　　当然，仪表中的实际电路，有时可能是两种基本电路的合成，或者输入回路电阻和反馈回路电阻包含有电容等非纯阻性元件。  这时可以采用叠加法、等效电源定理、⊿?Y变换、阻抗变换法等方法进行处理，将这些比较复杂的运算放大器电路转化为基本电路。 利用理想运算放大器输入端的两个特征 理想运算放大器输入端的两个特征： 　（1）差模输入电压等于零，即Ud=0或UT=UF； （2）输入端输入电流等于零，即IbT=0，IbF=0。 这两个特征是分析运算器放大电路输入——输出关系的出发点 关键：求得运算放大器两个输入端的电位UT和UF 根据电路具体结构，找出输入、输出信号与UT、UF之间的关系，然后依据UT=UF，求出输出与输入之间的关系。 　　方法：断开反馈又保证等效，把原电路转化为一个没有反馈的开环等效电路。 三、仪表的分析步骤 　　对于一只仪表，可以采用由整体到局部的方法分析，即首先对仪表作总体概貌性了解，然后将仪表划分成几个部分，再对各划分部分逐一进行分析，最后综合出整机的特性。其具体步骤可以如下： 1.了解仪表作用和结构框图； 　 2.按照结构框图将整机线路划分成相应的部分； 3.根据信号的传递方向，对各部分逐一进行分析； 　　4.综合仪表的整机特性； * * 从仪表整体结构上看，模拟式控制仪表有两种构成形式： 　　1.仪表整机采用单个放大器， 其放大器可由若干级放大电路或不同的放大器串联而成。 属于这一类的仪表有：DDZ-II型仪表 大部分的变送器 气动仪表等。 　　2.整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式（主要是串联形式）组装而成。 采用运算放大器的仪表都属于这一类构成形式 如：DDZ-III型系列 I系列 EK系列仪表等。 采用单个放大器的仪表一般有如下的结构：输入部分、放大器和反馈部分。 单回路负反馈 Ki K Kf ε + zi － zf x y 输入部分 放大器 反馈部分 求传递函数？←→仪表的特性 如果该仪表满足深度负反馈（K*Kf1)，则： 特点： １.在满足K*Kf1的条件时，仪表的输出与输入关系仅取决于输入部分的特性和反馈部分的特性； 2. 在满足K*Kf1的条件时，放大器的净输入e趋向于零（ e →0）。 采用单个放大器的仪表分析方法： 1、将仪表划分为输入部分、放大器和反馈部分； 2、对各个部分分析，重点是输入部分和反馈部分； 3、求出整机输出与输入之间的关系，得整机特性。 比较环节的确定可以从放大器的输入端即?所加位置着手； 取样环节的确定可以从仪表的输出信号回路着手 。 这类仪表的线路是由若干个运算放大器电路组装而成，主要是运算放大器电路以串联形式相联。由于每一个运算放大器电路的输出电阻很小，而输入电阻又都足够大，这样，前、后级运算放大器电路之间相互影响很小。 分析这类仪表时，可以把整个仪表线路分成一个个运算放大器电路单独地进行分析，最后再综合得到整机的特性。 ＋ － ＋ 运算放大器的引出端 UT UF 输入端(+、-)：+端为同相输入端 -端为反相输入端 UT 为同相端对地的电压 UF 为反相端对地的电压 Ud 电压差Ud 从同相端到反相端 Uo 输出端：Uo 为输出端对地的电压(输出电压) U+ U－ 电源端（U+ 、U- ） 分析线路时往往把运算放大器看成是双端输