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第三章第三章 传感检测与接口电路传感检测与接口电路第一节第一节 传感器传感器一、传感器技术一、传感器技术二、传感器的分类及要求二、传感器的分类及要求三、传感器性能与选用原则三、传感器性能与选用原则（一）传感器的性能（一）传感器的性能 1 传感器的静态特性传感器的静态特性图图3-1 传感器的静态特性传感器的静态特性a）理想传感器特性曲线）理想传感器特性曲线 b）只包含偶次项的特性曲线）只包含偶次项的特性曲线 c）只包含奇次项的特性曲线）只包含奇次项的特性曲线(1)线性度线性度(2)灵敏度灵敏度(3)迟滞性迟滞性(4)重复性重复性2传感器的动态特性传感器的动态特性（二）传感器的选用原则（二）传感器的选用原则图图3-2 输出输出输入的非线性输入的非线性图图3-3 线性度示意图线性度示意图1-实际曲线实际曲线 2-理想曲线理想曲线图图3-4 迟滞特性迟滞特性 3-5 重复特性重复特性第二节第二节 位移测量传感器位移测量传感器一、电容传感器一、电容传感器1、变极距型电容传感器、变极距型电容传感器2、变面积型电容传感器、变面积型电容传感器图图3-6 变极距型电容传感器原理图变极距型电容传感器原理图图图3-7 电容式位移传感器结构电容式位移传感器结构图图3-8 变面积型电容传感器原理图变面积型电容传感器原理图二、电感式传感器二、电感式传感器1、自感式传感器原理自感式传感器原理2、变气隙式电感传感器、变气隙式电感传感器图图3-9 自感式传感器原理图自感式传感器原理图a）气隙型）气隙型 b）截面型）截面型1线圈线圈 2铁心铁心 3衔铁衔铁 4测杆测杆 5被测件被测件图图3-10 差动式变气隙传感器差动式变气隙传感器三、光栅三、光栅图图3-11光栅光栅1-主光栅主光栅 2-指示光栅指示光栅 3-光源光源 4-光电器件光电器件图图3-12 莫尔条纹莫尔条纹图图3-13 光栅测量系统光栅测量系统四四 感应同步器感应同步器 1 鉴相式鉴相式 2 鉴幅式鉴幅式图图3-14 同步感应器同步感应器图图3-15 感应电势与定尺和滑尺相对位置的关系感应电势与定尺和滑尺相对位置的关系第三节第三节 速度传感器速度传感器一、直流测速机一、直流测速机 二、光电式转速传感器二、光电式转速传感器图图3-16 永磁式测速机原理图永磁式测速机原理图图图3-17 直流测速机输出特性直流测速机输出特性图图3-18 光电式转速传感器光电式转速传感器第四节第四节 位置传感器位置传感器一、接触式位置传感器一、接触式位置传感器1由微动开关制成的位置传感器由微动开关制成的位置传感器2二维矩阵式配置的位置传感器二维矩阵式配置的位置传感器图图3-19 微动开关制成的位置传感器微动开关制成的位置传感器图图3-20 二维矩阵式配置的位置传感器二维矩阵式配置的位置传感器1-柔软电极柔软电极 2 柔软绝缘体柔软绝缘体1.电磁式传感器电磁式传感器2.电容式传感器电容式传感器3.光电式传感器光电式传感器图3-21接近式位移传感器原理图3-22 电压一速度曲线图图3-23 透光型光电传感器接口电路透光型光电传感器接口电路图图3-24 反射型光电传感器的应用反射型光电传感器的应用二、接近式位置传感器二、接近式位置传感器第五节第五节 传感器前级信号处理传感器前级信号处理 一、测量放大器一、测量放大器图图3-25 测量放大器工作原理测量放大器工作原理图图3-26 AD522典型接法典型接法图图3-27 AD522典型应用典型应用二、程控增益放大器二、程控增益放大器图图3-28程控增益放大器原理图程控增益放大器原理图图图3-29 AD521构成的程控增益放大器构成的程控增益放大器图图3-30 AD524原理图原理图三、隔离放大器三、隔离放大器图图3-31 284型隔离放大器电路结构图型隔离放大器电路结构图第六节第六节 传感器接口技术传感器接口技术一、传感器信号的采样一、传感器信号的采样/保持保持1 采样采样/保持器原理保持器原理2 集成采样集成采样/保持器保持器图图3-32 采样采样/保持原理保持原理图图3-33 LF398原理图原理图图图3-34 LF398外引脚图外引脚图 图图3-35 LF398典型应用图典型应用图 第七节第七节 传感器非线性补偿处理传感器非线性补偿处理1 计算法计算法2 查表法查表法3 插值插值法法 图图3-36 数字量非线性校正框图数字量非线性校正框图图图3-37 顺序查表法子程序流程图顺序查表法子程序流程图图图3-38 分段线性插值原理分段线性插值原理第八节第八节 数字滤波数字滤波1 算术平均值法算术平均值法2中值滤波法中值滤波法3 防脉冲干扰平均值法防脉冲干扰平均值法图图3-39 算术平均值法程序流程算术平均值法程序流程 图图3-40 中值滤波法程序流程中值滤波法程序流程