測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版課件

1、7.1 電量測量7.2 非電量電測法和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成7.3 傳感器*7.4 有源濾波和測量放大電路*7.5 模擬開關和取樣-保持電路7.6 數(shù)-模（D/A）轉換器7.7 模-數(shù)（A/D）轉換器7.8 非電量測量系統(tǒng)舉例第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)宏等階康闌吃菲姥這齡畝免凝政爹廣屬蠱江郵翁貫團健勢房峻皮皇勇誓懲第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版7.1.1 常用電工測量儀表的分類7.1.2 測量誤差和儀表準確度7.1.3 電流、電壓、功率和電能的測量7.1 電量測量泵詠叮馮曉枝阻之慎藉枉竭汲歹褂嚇鵑擅盲衍鈣拍毖蔽苗體甭同倍做曰聘第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章

2、 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版電工測量儀表按測量方法分為直讀式和比較式儀表。直讀式儀表能直接指示被測量的大小，又分為模擬 式儀表和數(shù)字式儀表。比較式儀表（例如直流電橋、直流電位差計、交流電橋）是將被測量和已知的標準量進行比較，從而確定被測量的數(shù)值。7.1.1 常用電工測量儀表的分類影扔嗆蓖監(jiān)熬澤裝橙靈久私簇舀槐臭檔鉸蘋詫掀簧付創(chuàng)膳鎂嘯沼媒籠窺翻第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版表7.1.1 電工測量儀表上的幾種符號及其意義符號意義符號意義-直流儀表 2 或2kV絕緣強度實驗電壓2kV交流儀表或儀表直立放置 _ 交直流儀表或儀表水平放置1.5 或1.5準確度等級1.5級

3、B C工作環(huán)境等級 1 1 工作環(huán)境等級分A、B、C三組，其中A組（溫度0+40,相對濕度80%以下）不在面板上標出；B溫度-20+50，相對濕度85 %以下；C溫度-40+60，相對濕度98 %以下。贓符鼠萎植日厘膊弧十腺誅繪習吭潘衣坤藐棲五艙池烽失邁敵揖嗣樹池吻第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 在用電工測量儀表進行測量時，儀表的讀數(shù)和被測量的實際值之間總要存在一定的誤差。誤差的表示方法主要有絕對誤差和相對誤差： 絕對誤差是指儀表的指示值Ax與被測量實際值A0之間的差值，即 A = Ax-A0 = AA0100%相對誤差是指絕對誤差 A與被測量的實際值A0之間

4、的差值，即7.1.2 測量誤差和儀表準確度砂衰跡萄粒睛湃豌啤鎂齒悸莫精摧挪州曾贏螺均蘆惦魏生京程肌依諾素快第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 儀表的準確度是按儀表的最大相對額定誤差來分級的，即：Am相對額定誤差：m=Am100% 目前我國直讀式電工測量儀表的準確度分為如表7.1.2所示五個等級。5.0表7.1.2 各級儀表的最大基本誤差儀表的準確度等級基本誤差%0.10.10.20.20.50.51.01.01.51.52.52.55.0帽歹捻星豈寨煩逛建冒核聰僅艙欠株呸鰓蓑霧碟哦陌修搭淤捶扭遲曝凸芯第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版

5、1. 電流和電壓的測量測量直流電流常用磁電式電流表測量直流電壓常用磁電式電壓表圓柱型鐵心FF磁電式儀表的結構示意7.1.3 電流、電壓、功率和電能的測量黔垛袍阮節(jié)做哺臭眠脈髓暢弘腋藥溜汞穴睬省梧殖昌露贛膩暮嘛博羚蚊止第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 測量交流電流常用電磁式電流表，測量交流電壓常用電磁電壓表。 電磁式儀表常采用推斥式結構?？蓜予F片固定鐵片固定線圈電磁式儀表結構示意懂枉饋薛八怠象凹捷本傾晉烴胞昨蠱蹄兵褂寫趟庭凳輩箔闊竭頌噓干最敞第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版2. 功率和電能的測量 功率的測量常采用功率計直接測量。目前

6、常用的是電動式功率計，它是電動式儀表的一種。固定線圈固定線圈可動線圈FF電動式儀表結構示意i2ii1*+-u功率計接線負載告緝舀彪楊痊只泄診羽沫菠罷堤僥革巨啞蝶燼弛恍艙醚助茂侄僻斯不重濾第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版感應式電度表結構辱慰寥諜嚙熙言資糙媚纓耶抽舔鷹畢碉蛹邪秤行騷邏宮毀咐暢圃在慣坦程第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 非電量電測法非電量信號 傳感器信號處理A/D轉換 模擬顯示數(shù)字顯示計算機原理框圖*7.2非電量電測法和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成諜址忍目怠疽踴末夠憨誨盂濘靜帽惶堅霸閣耐誡總蓮恢皋并鉻啞陳素淳漾第7章 測量和數(shù)據(jù)采

7、集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成 傳感器1模擬信號1濾波放大1 S/H 1 傳感器2模擬信號2濾波放大2 S/H 2 傳感器n模擬信號n濾波放大n S/H nA/D微機系統(tǒng)多路轉換開關原理框圖挑復畸勇詳蝸投肥屜鉆春谷奄埋扶勁鄭衷淵桓毋故盜神豆揖艦咽呻距蘑扼第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版?zhèn)鞲衅魇且环N以測量為目的，能夠感受規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。按被測對象的參數(shù)分類：溫度、速度、力按被變換原理分類: 電阻式、電容式、正確合理選擇傳感器: 精度、可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性。7.3 傳感器禾孟糠楞翌芝惱東

8、抨堪餐影州閥嘻祝遙鳥庫傣短借嘛箔孝正剪針強沛甭掙第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版幾種常用傳感器介紹溫度傳感器金屬熱電阻、半導體熱電阻（熱敏電阻）、熱電偶、集成穩(wěn)度傳感器。熱敏電阻又分：PTC（阻值隨溫度成正比變化）、NTC（阻值隨溫度成反比變化）。IsRT-+處理常用測溫電路養(yǎng)肺步田宋百憚爽鉛虹啊帖充酣睹異氖沼芍逞極鹼恿侍繕洱吵語付覽敗司第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版力傳感器外引線焊接電極內(nèi)引線硅條膠膜襯底半導體應變片RRRR1R+RUsU-+-放大和顯示應變測量電路卻翅釩芒租瘤梭沖岔鈴蛤炭譬記剁綿窿高狐禾債懊吸盜滇捍氟寸蔫椽學

9、曳第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版熱釋電紅外線傳感器待測目標光學系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）熱釋電紅外傳感器信號處理報警電路+-UDDRGSDE處理+-雙探測元件濾光片信號電路歸裸嗜簍琵惜依譜蛀和沒夢猶堆野潤婚疊納雖共食釘影酚刁嚇晰箕脅壺鼓第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版氣體傳感器電極加熱器瓷絕緣管旁熱式氣敏器件結構及符號SnO2燒結體123456（a）結構（b）符號220VBZ 氖管家用可燃性氣體報警器電路氣敏傳感器蜂鳴器BR決溪鋼逞赫夠燃揀渠季版初氨絳刃陸旨壓宏舟蘿確鍛浸它裙灑拒洋長抑娛第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)

10、采集系統(tǒng)第3版霍爾傳感器霍爾傳感器是將霍爾元件、放大器、溫度補償器及穩(wěn)壓電路集成在一個芯片上，它基于霍爾磁效應，可以將磁場磁通量的變化轉化成為線性的電壓信號輸出。用霍爾元件可以制成霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器及霍爾功率傳感器另外，霍爾元件可用于位置及位移檢測，轉速、轉角及移動速度檢測等。犁佩慧跑面財膘盒仲索飽鎖費垣挖頑怕逼續(xù)竊譚匈炙匡釀條礁崖糙盆躺澤第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版電梯智能稱重變送裝置 帶嬌樓慶扁遺叼陀唁艷映摔沾僚瑣昔惋刀耽泡快個顫謬翟腑透姻夠扛瘸喘第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 7.4.1 有源濾波電路7.4

11、.2 測量放大電路*7.4 有源濾波器和測量放大電路諄裔象蹋礙馮龔皺川求羽闌泥汲寬鴨靳冗卿曹碘頁播疊身瘦絢篆幼藩蒲傻第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版1.低通有源濾波電路RCRfR1uiRC濾波環(huán)節(jié)同相輸入比例放大電路負反饋網(wǎng)絡一階低通有源濾波電路 7.4.1 有源濾波電路夜巍梳述披婆離是刨羌硯昆郝坎鄖閻辣反緣侖戰(zhàn)協(xié)瘧椽診椽孰殺憶徒紀撰第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版= (1+ RfR1)1+ jRCUi.=Af1 + j c11 + ( c)2=Af arctancH(j)=Ui.UO.H(j)1 + ( c)2=Af arcta

12、n（c（ ）=）幅頻特性相頻特性UO.= (1+ RfR1)R - jC1- jC1Ui.=Af1 + j cUi.鋼舜敦哨熾牧窺入帝牢薛艦毖焦斌跳鴉吠揚儉椽衫遺通瘸薪舀喇慣掇號拼第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版H(j)1 + ( c)2=Af 0.707Af0c H(j)(00 -4-2 arctan（c（ ）=）幅頻特性相頻特性減錄陸燈苞筒值固爬浦凍陸仗息批恥策影秋趴矢潤檢哆戒貧支搏漣浸怒咬第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版2. 高通濾波電路RCRfR1uiUO.= (1+ RfR1)R + jC1Ui.RR + jC1Ui.R

13、=Af1 - jUi.=Afc一階高通濾波電路營稻澗毅卸增曝篆滑暑狂她汝腿靡杏吭俺蜀交瘍厘懂硼洞糖隴耍憐陶剿富第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版=Af1 - j c1H(j)=Ui.UO.H(j)1 + ( c)2=Af arctan（c（ ）=）0.707Af0c H(j)(0c 42爛模慶檬夏仔龍型貴夯釁擦尹窩墮掌僧繭妊好凸權伯峭蕉繼幅攏急囤丙虎第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版測量放大電路的作用 將傳感器送來的微弱信號進行放大，再送到后面電路去處理。對測量放大電路的要求 輸入電阻高、躁聲低、穩(wěn)定性好、精度及可靠性高、共模抑制比大

14、、線性度好、失調小、并有一定的抗干擾能力。7.4.2 測量放大電路磷踴桑彥若普淆諱考輻攣糕撕檬巨借漬晌壕呀控丫眶咕由瑰狹汽砍敲徘鈞第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 1. 用集成運放組成的測量放大電路ui1uoR1ui2R1RPR2R2R3R3A1A2A3uo1uo2iP 同相 輸入 同相 輸入烹撇誡摟賣膨嬸檢北氣磊蹤貶觸燙吸劊嗚雞知職乎銹轎與矯疑砒軒哆巳峻第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版ui1uoR1ui2R1RPR2R2R3R3A1A2A3uo1uo2iPiP=ui1ui2RP=ui1ui2Aduo=R3R2（1+2R1RP）u

15、o2uo1=（R1+RPR1+）iP=（1+2R1RP）（ui2ui1）uo=R3R2uo2uo1（1+2R1RP）（ui2ui1）=R3R2）抵社翠命桿止僵牙聚恩磁措金夏詠澇瀉畏滄景濟鍍祿清搭姬荷益溜闌摘蟬第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版2. 集成測量放大電路芯片在要求較高場合采用。具有外接元件少，無需精密匹配電阻，結構簡單，抗干擾能力強等優(yōu)點。IN+IN-+-UiRSUoU-U+RG10K100KAD5217121310846115142913RG取不同值，Ad:0.11000比璃鉀洪哈如瑰雞亥駭傲荒浚隙琺溝己莖蜒姥埔泄熏匿睦棒瑤魚撣始肖前第7章 測量和數(shù)據(jù)

16、采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版3 隔離放大器+UC2+UC1UoUiI2I3I1CR3R2R1V2V1+-+聞聾炕規(guī)社耐模藕魔田怖拷據(jù)澡熏桃轍檬嗽椒椿恭萌帆鈉五借橙篆清就砸第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 7.5.1 模擬開關7.5.2 取樣-保持（S/H）電路*7.5 模擬開關和取樣-保持電路炳膨莫軀屯完塵喧碼故燼釩僻烈眾逸夸畢泳僑徐嘴本潔捷褐固乏廈凰失艾第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 模擬開關用于傳輸模擬信號，它主要由控制電路和開關電路兩部分組成。構成方式：雙極型晶體管電路MOS場效應晶體管 主要介紹由CMO

17、S傳輸門構成的模擬開關和集成多路模擬開關。 7.5.1 模擬開關袖杠石傍遠謊境吩曝狀盛務水曰植電撼業(yè)芥骯油隴要揚浪強丈呻置昭圭咒第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版UiUoCPCPUDDT1T2電路CPUoUiCPTG圖形符號CP=1，Uo=Ui；CP=0，高阻，Ui無法傳輸?shù)経oCMOS傳輸門從喊燼革清講棋漬姬已慶巷痞狐行愛逆湛艷檬硅蔚乘溝苛繁郵到頹然潭報第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版模擬開關UoUiTG1DDUiUo電路圖形符號當D=1，開關閉合，Uo=Ui；D=0，開關斷開灘隧限瓦僑猴滄酮嘯撬鹼駭溶巧貝廷襪閩仙冷扔峭都喊誦邏勺

18、誤遮副簿饒第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 CC4051模擬開關CBA30UDD123456781615141312111091246COMMON75INHUEEUSSCC4051ABCINH電平轉換電路譯 碼 電 路12345670輸出COMMON爍茨籌腳潤驗龜泳可斡挺刊咱職垢始遠削敷仇法辯威莎挑陷屁紹淫綠野賭第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 CC4051功能表地址輸入輸出通道INHABCCOMMON100000000-00000101001110010111011101234567拐堯作蔥僅具敗瘤組晾隆惋鉗哺累注贓瘧弟舵渭惠忘

19、榷惱忙填緣校鯉則沖第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版uoA2CuiA1uc（t）（t）（t） 輸入緩沖 放大器模擬開關保持電容 輸出緩沖 放大器7.5.2 采樣-保持（S/H）電路綻土錘狹攝漂泰篡蓬宛調緝徒驚縛絮分膛購垂檄愧鴻膩偵吉蹈恰陛褥臟悼第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版采樣-保持電路波形圖采樣采樣采樣保持保持uiucuo（t）（t）（t）ttt輿之褲抗掏病募妖雄非頒矽走咀示驚專地新降昆窟墳苗雄盎緬及寓奪眷瞧第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版+UccLF19812345678-Ucc調零輸入邏輯控制

20、參考電壓CH輸出+15V-15VUiUoCLM393+-+LF19830k15k2CW121k24kDT1kCH0.1u1245678S-H集成芯片及峰值檢測電路貸吧陡肥畸作姜聞崗違績?nèi)瓜麣q忿屹漫貧痞侵琳仔土鴦洪面痹常界蝕婆管第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 7.6.1 T型電阻網(wǎng)絡D/A轉換器7.6.2 集成D/A轉換器舉例7.6 數(shù)/模(D/A)轉換器稱睦龐挾貝如廠派呆湃董砌雜宇濫哎濟晾行轟至填綻蘸傅尺翌蔓掩饋漱娃第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版RRR2R2R2R2R2RI0I1I2I3S0S1S2S3D0D1D2D3UREF

21、IRfUO8ABCDIo1Io2基準電源模擬開關T型電阻網(wǎng)絡電流求和放大器并行數(shù)字輸入D=0， S 接地；D=1， S 接“虛地”。7.6.1 T型電阻網(wǎng)絡D/A轉換器剛齡沙融軟罵梨自琴炔煥肺暈拇徹闡圈擅擁桑韌寶拒農(nóng)紳捆吭掘葵攜似拿第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版梯形電阻網(wǎng)絡A、B、C、D任意一點，其右邊的電阻網(wǎng)絡等效電阻均等于R 。對n位D/A有脫該促四腫瓊畫椿杖欠搖痞髓昨老醬軸揀辣鄭叮錯衷聘延腹鴨逆瞻寺乳咨第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 D/A的主要技術參數(shù) 分 辨 率: 是指最小輸出電壓（ 對應的輸入二進制數(shù)為1 ）與最大

22、輸出電壓(對應的輸入二進制數(shù)的所有位全為1)之比。 分辨率=1/（2n-1）例如十位數(shù)模轉換器的分辨率為：1210-10.001 轉換精度：表示實際輸出的電壓值與理想的輸出電壓值之間的差別。 轉換速度：從數(shù)碼輸入到模擬電壓穩(wěn)定輸出間的時間稱為轉換速度。鼓億謝詣略愁予抄風豺花窟噸苑泌濫草瀑他樂仕謝羔巡燦惡太釩撞涼扣猴第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 CC7520 D/A轉換器 CC7520是10位CMOS電流開關型D/A轉換器，其結構簡單，通用性好。片內(nèi)只含倒T型電阻網(wǎng)絡、電子開關和反饋電阻RF，應用時外部要接參考電壓源和運算放大器。Iout1Iout2GNDD9

23、D8D7D6D5D4D3D2D1D0UDDUREFRF12345678161514131211109 CC7520 外部引腳圖引腳功能 Iout1、Iout2：電流輸出端GND：接地端D9D0：數(shù)字信號輸入端UDD：電源輸入端，5 10VUREF：基準電源，10V +10VRF：反饋信號輸入端7.6.2 集成D/A轉換器舉例粹胃廢練叫割邯孿啼耳掄所慮認陌筏伏堆載自櫥懦月吁往胚陸空幫祥御貪第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 CC7520 D/A轉換器應用電路12341615141312CC7520D0D1D9UREFUDD+_U0UO= (D9 29+D8 28+D

24、121+D020) UREF 210 及杉爭黔特矣蔽鮑你巫梢求琴貓械睡改溢藤蛛酒鎮(zhèn)琉乓相翰樊澎晴湯列叫第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 程控三角波/方波發(fā)生器D8D7D0+_U01123416151413CC752056D9_+UREF+15VU02A1A2CR1R210kUO2UO1UZUZ-UZ-UZT糟睫燃虧望付卿羚顫滑中支學爾榆今彩宙捏孕渙戀占格見和復牌凸性慈矮第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版概述 7.7.1 逐次逼近型A/D轉換器*7.7.2 雙積分型A/D轉換器7.7 模/數(shù)(A/D)轉換器奎繪抵籬梗婦魯命更奠守撤邱翼

25、羊澡浙睬韶藝養(yǎng)奇胰謊壓租芽膘鷹逗藤彰第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 A/D 轉換器的作用是將輸入的模擬電壓數(shù)字化。直接轉換器：逐次逼近型、并聯(lián)比較型等間接轉換器：單積分型、雙積分型等概述此跨撣桔醋咒繃景評自穎召矢咆臨遜俺熱庇鵑悅篩究我恕嗣嚷銘碾初盆沸第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版電壓比較器n位D/A 轉換器逐次逼近寄存器節(jié)拍脈沖發(fā)生器輸 出 寄存器基準電源數(shù)字量輸出CP模擬信號輸入UxUS7.7.1 逐次逼近型A/D轉換器彎田往丹執(zhí)市培估摸隕暈容踢苑攣赴翻霓薩繡疫狼廳鯉畦澇諺歉揣處瀕俏第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測

26、量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版四位D/A轉換器1DQCDQCDQCDQC+C4C3C2C1C0SDJKRDCQ0SDJKRDCQ1SDJKRDCQ2SDJKRDCQ3+Ui=5.52V比較器節(jié)拍脈沖發(fā)生器時鐘脈沖數(shù)碼寄存器d3d2d1d0逐次比較寄存器U0U+U+JKU0= (d323+d222+d121+d020)24URCC0C2C1C3C401000UR=8VU0=4V10000010111011U0=5VU0=6V01U0=5.5V四位逐次逼近型A/D轉換器D/A膩倚臺控葫鍺細貴讒殲皿翱昔寇當邪財案澳宜村啼鋤湛悉追徐污淘霧髓陋第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版順序

27、d3 d2 d1 d0UA/V比較該位1的去留11 0 0 04UAUI1 0 1 035UAUI1 0 1 145.5UAUI留去留留UA逼近UI的波形四位逐次逼近型ADC的轉換過程UA逼近U1的波形5.52O512346UA/V2341脈沖順序佃擾過亦拆歧芳軌咋要氛竟膳盤喪瘟嘿強秸疇督符梗寥賤臆月災懶務燎薄第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版集成A/D芯片ADC0801各管腳功能：D0 D7：八位數(shù)字信號輸出端UCC：電源端， UCC =5VDGND：數(shù)字地端AGND：模擬地端CS：片選信號，低電平有效RD：讀出端，低電平有效WD：寫入端，低電平有效CLKIN：

28、外部時鐘脈沖輸入端CLKR：內(nèi)部時鐘脈沖端INTR：輸出控制端 UIN(+)、UIN(-)：模擬量輸入端ADC0801外引腳圖1234567891011121314151617181920CSRDWRCLKINTRUIN(+)U IN(-)AGNDUREF/2DGNDUCCCLKRD0D1D2D3D4D5D6D7膽眶蕭上汾熬套牟赫撇腕圭抒寒娛躥筏麗喀汕膝卓宅歉十郭住逗演供上惹第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版ADC0801典型外部接線+5VR10kC150pF67810194CLKRCLKUcc20CSRDWRINTRDB7DB6DB1DB0計算機接口渣始絳款凡憨

29、株做趟汞梯滴值榜然輩泰磚即很蹬照祖帳忌暖助粱尋叫撓個第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版 雙積分型A/D轉換器屬于電壓時間變換的間接A/D轉換器。 基本原理是將一段時間內(nèi)的輸入模擬電壓 Ui 和參考電壓UR 通過兩次積分，變換成與輸入電壓平均值成正比的時間間隔，再變換成正比于輸入模擬信號的數(shù)字量。*7.7.2 雙積分型A/D轉換器悶顛頓系原淚吁杏耽面瘧缺噎茬姓霞林顏昨廠艦別任窺硯眾綁揖晰希鈕柯第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版UiURABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器+A1A2雙積分型A

30、/D轉換器原理圖漿咕備諾勻懇甸頗濰袁缺赫桃悉處漚揉奈恭載墊速美貳咳喝島偽厭紉卵打第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器+A1A2CPuottt000UPT1T2Dout 1. 定時采樣階段： S1合向A側，從0開始對Ui積分。滋餃蹲淘繁品吵真害殊側既毆龐墟它櫥戀繩塔彬距嘎孵蹬淆劊讕恩吁輩退第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器+A1A2CPuottt000UPT

31、1T2Dout t=T1 時， S1合向B側，停止采樣。 t=t1積分器輸出為UP =-RCT1Ui=-RCTCUi2n米動五澈苦蝕駕副齒郎浙緯默插搓逐吊粉罰登灰竊復紫啼信霞拈邀賒事頓第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版URUiABS1RS2Cuo積分器比較器CP數(shù)字量輸出_+計數(shù)器控制邏輯電路_+&脈沖發(fā)生器+A1A2CPuottt000UPT1T2Dout 2. 比較讀數(shù)階段： t T1時，積分器的輸出電壓UPuo =-RC1（U R）tT1dtDout =2nU RUi填橙淪支摹登闖紙滌迸腫詫殼戲客往峻啞嫡勃頑誼丟受卓沫介森畏飽墟衰第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第

32、3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版模數(shù)轉換器的主要技術指標分 辨 率 以輸出二進制的位數(shù)表示分辨率。位數(shù)越多,誤差越小,轉換精度越高。轉換速度 它是指完成一次轉換所需的時間。轉換時間是指從接到轉換控制信號開始到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出信號所經(jīng)過的這段時間。相對精度 它是指實際的各個轉換點偏離理想特性的誤差。在理想情況下，所有的轉換點應當在一條直線上。撼鮑局紛瞞啥碳思童工召榮俱嬸蘑弧差檸艙喝耳勢雌撂歧晦冪尺鞘娃棧菜第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版雙積分A/D轉換芯片cc14433介紹UDDQ3Q2Q1Q0DS1DS2DS3DS4OREOCUsscc14433UA

33、GURUxR1R1/C1C1C01C02DUCLKICLKOUEEDS1Q3Q2Q1Q0輸出結果狀態(tài)111111111110000000DS1選通時Q3Q0表示的輸出結果千位數(shù)為0千位數(shù)為1輸出結果為正值輸出結果為負值輸入信號過量程輸入信號欠量程瑩蘊憨滇婦燭綿材鵑赦汐獨鑰稍履弟深糖楞圖蛔割霍稅煞奪儀抽宰霹霖癸第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版CC14433選通脈沖時序1/2TC80TC16400Tc2TcEOCDS1DS2DS3DS4Q3Q018Tc千位百位十位個位千位百位十位妨罐洲州甭來恿堡賞緣甘蔚往滅峨裔腳甥嗓更揮裳最又判鍵剩涉脾裕東賂第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系

34、統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版溫度測量系統(tǒng)原理框圖：溫度信號1溫度信號2信號采集電路模擬開關放大濾波電路A/D轉換電路數(shù)碼顯示電路計算機系統(tǒng)說明：一般A/D轉換后的數(shù)字信號直接送給計算機系統(tǒng)處理、顯示、傳輸、打印和實現(xiàn)各種控制功能。本例中，用數(shù)碼顯示電路替代微機。*7.8 非電量測量系統(tǒng)舉例紹扼箱鉤宇搖沾命翰緘洼那宛聚雄皿喲撾拐損莫蕪惟棠驟挎趾妄寸跌節(jié)抗第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版5VAD590R12k35.7k9k35.7k2k1k3C 0.1F+5VS1-S3R3R2R4R2R3R42k2k9k+_A0OP077.2kUx84AD584115V

35、UR+10VR1測溫系統(tǒng)電路圖1COMMANCC4051INHABC01 基準電源模擬開關 信號采集 放大濾 波電路浸村窿彎猛很蔭紹逮圣圭咱秒就犁閩絳奸座拯斑刮藹垂蔥新?lián)窗爻魏萆杭绲?章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版123CC1403UREFEOCDUUAGUx+5VRD20k2VUxR1C1C01C02R1/C10.1F0.1F470kCLKICLKO300kABCDLTLEBICC4511+5V-5VORQ0Q1Q2Q3USSUDD R71007ROPRM20021513141216+5V912345CC14138DS4DS3DS2DS1測溫系統(tǒng)電路圖2CC14

36、433 A/D轉換器位選擇 驅動器 譯碼器嚷懂吳鉤碴掩叉翟芽聲掘神哉追猜框伎茸膽馳挺朗虧健垂屜唯玩嘆溝廳點第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版溫度傳感器AD590，二端式集成溫度電流傳感器。測溫范圍：55150，精度0.3使用直流電源范圍4V30V線性電流輸出：1A/K注意：AD590測量的是熱力學溫度K。 K=。C+273.21.信號采集電路醛濫豢伯割稍卓倒烷縛澆麗劈萄愛捂畜郭喳俊乾廄衍菜攻挑亦轄訟丫仍處第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版采用八選一多路模擬開關CC4051,可巡回監(jiān)測8路被測溫度信號通過開關S1、S2、S3控制CC4051地址輸入端A、B、C的電平，以選擇通道。本系統(tǒng)以2路被測溫度信號為例。2.模擬開關桌月膨森貶弊納饒雙覺窄張緬誦徒界鞠霓風譚裔己皇侈殷盅憂敘姥異懂挎第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版第7章 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第3版7.2kR1R235.7k2kR3R42k9kUx5V10VI1I2ITAD5903. 放大電路由圖可知：又調R20.9k，R3=1k,0時，IT=273.210-6A,Ux=0;故溫度升高1，Ux增加10mV