焊接過程測量與計算機控制

1、第二章 測試信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換 1、傳感器輸出的電信號很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進一步放大，有的還要進行阻抗變換。 2、有些傳感器輸出的是電信號中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。 3、某些場合，為便于信號的遠距離傳輸，需要對傳感器測量信進行調(diào)制解調(diào)處理。第二章 測試信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換放大電路：將傳感器輸出的微弱信號放大濾波電路：去除噪聲信號，將有用信號分離出來調(diào)制解調(diào)電路：用被測信號的變化控制其它信號的變化隔離電路：解除電路間耦合，取消信號傳輸公共地整形電路：將脈沖信號整形為方波細分電路：在原有脈沖信號之間產(chǎn)生新的脈沖信號辨向電路：判別脈沖信號的變化方向和極性

2、AD及DA轉(zhuǎn)換一、放大電路放大器直流放大器交流放大器電荷放大器直流電橋交流電橋一、放大電路1 直流放大電路 1) 反相放大器 2）同相放大器uoR3uiR1R2-+N1uoR3uiR1R2-+N1一、放大電路2 交流放大電路 一、放大電路3 直流電橋 平衡條件VER1R3R2R44 交流電橋 USCL2Z4L1Z3 隔離放大電路：輸入、輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合，即信號在傳輸過程中沒有公共的接地端。能在噪聲環(huán)境下以高阻抗、高共模抑制能力傳送信號。 一、放大電路組成及符號輸入放大器R1R1R2RisoCisoR2uo隔離器輸 出放大器uducuiso原理框圖a) 變壓器耦合浮置電源輸入

3、調(diào)制放 大 器耦合變壓器輸出解調(diào)放 大 器輸出輸入b) 光電耦合浮置電源光耦合器輸 入放大器輸 出放大器輸出輸入LEDV一、放大電路通用隔離放大電路：1、AD277變壓器耦合隔離放大器隔離電源振蕩器調(diào)制器輸入屏蔽解調(diào)器輸出屏蔽26873419515V15V13121016U100k100k1M141115U -+N1-+N2一、放大電路2、互補式光電耦合放大電路-+N1C10VVLC1i1R210V10VVLC2i2R3R1ui10VuoR5-+N2R43.9kRpi1=10V/R2+ui/R1i2=10V/R3+uo/(R5+ Rp)uo=(R5+ Rp) ui/R1一、放大電路二、濾波電路

4、 濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分 在測試系統(tǒng)中，常用RC濾波器。因為這一領(lǐng)域中信號頻率相對來說不高。而RC濾波器電路簡單，抗干擾強，有較好的低頻性能，并且選用標準阻容元件 。二、濾波電路2) 一階RC高通濾波器 1) 一階RC低通濾波器 二、濾波電路3) RC帶通濾波器 可以看作為高通濾波器和低通濾波器的串聯(lián) 三、調(diào)制解調(diào)電路1、目的 解決微弱緩變信號的放大以及信號的傳輸問題。先將微弱的緩變信號加載到高頻交流信號中去，然后利用交流放大器進行放大，最后再從放大器的輸出信號中取出放大了的緩變信號。 載波信號調(diào)制信號已調(diào)信號三、調(diào)制解調(diào)電路2、種類調(diào)制信

5、號x(t)0t載波信號uc0tuc=Umcoswct三、調(diào)制解調(diào)電路1) 幅度凋制(AM)2) 頻率調(diào)制(FM)3) 相位調(diào)制(PM)us=Umcos(wc+mx)tus=(Um+mx)coswctus=Umcos(wc t +mx)三、調(diào)制解調(diào)電路3、調(diào)幅 調(diào)幅是將一個高頻正弦信號與測試信號相乘，使載波信號幅值隨測試信號的變化而變化。常用的是線性調(diào)幅，即讓調(diào)幅信號的幅值按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。O txuctO ustOus=(Um+mx)coswct三、調(diào)制解調(diào)電路 從已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號的幅值隨調(diào)制信號的值變化，因此調(diào)幅信號的包絡(luò)線形狀與調(diào)

6、制信號一致。只要能檢出調(diào)幅信號的包絡(luò)線即能實現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡(luò)檢波。uAtOO tuoustO精密整流低通濾波三、調(diào)制解調(diào)電路半波精密檢波電路+ us 半波整流器低通濾波器+usiiCR4uoR1R2R2R3VD1VD2+ u i-+N1-+N2+uA+uAA三、調(diào)制解調(diào)電路xtOOtusuotO + 調(diào)頻就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的頻率。常用的是線性調(diào)頻，即讓調(diào)頻信號的頻率按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。 us=Umcos(wc+mx)t4、調(diào)頻三、調(diào)制解調(diào)電路 對調(diào)頻信號實現(xiàn)解調(diào)，從調(diào)頻信號中檢出反映被測量變化的調(diào)制信號稱為頻率解調(diào)或鑒頻。窄脈沖鑒頻電路uoOustttOOUs放

7、大與電平鑒別器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 低通濾波器usUsUsuo三、調(diào)制解調(diào)電路 調(diào)相就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的相位。常用的是線性調(diào)相，即讓調(diào)相信號的相位按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。 us=Umcos(wc t +mx)5、調(diào)相txOttucusOO三、調(diào)制解調(diào)電路鑒相就是從調(diào)相信號中將反映被測量變化的調(diào)制信號檢出來，實現(xiàn)調(diào)相信號的解調(diào)，又稱為相位檢波。脈沖采樣式鑒相uo單穩(wěn)鋸齒波發(fā)生器采樣保 持濾波器Ucuj UcUsue)tOa)b)c)d)UcOttOUstOujtOuuo三、調(diào)制解調(diào)電路 脈沖調(diào)制是指用脈沖作為載波信號的調(diào)制方法。在脈沖調(diào)制中具有廣泛應(yīng)用的一種方式是脈沖調(diào)寬。 B=b+

8、mx6、脈沖調(diào)制調(diào)制信號脈沖調(diào)寬信號tUtxOxTBtOOuo解調(diào)（低通濾波）四、AD及DA轉(zhuǎn)換模擬信號(連續(xù)時間信號)模擬傳感器模擬控制A/DD/A數(shù)字信號(離散時間信號)計算機數(shù)字控制四、AD及DA轉(zhuǎn)換AD轉(zhuǎn)換：模擬量離散化，變?yōu)閿?shù)字量。A/D轉(zhuǎn)換器包括三個基本功能 抽樣，抽樣保持，量化與編碼。 抽樣是將連續(xù)時間信號離散化的過程，它僅抽取信號波形某些時刻的樣值。 抽樣分為均勻抽樣和非均勻抽樣，當抽樣是可取均勻等間隔點時為均勻抽樣，否則為非均勻抽樣。四、AD及DA轉(zhuǎn)換 抽樣過程：均勻抽樣可以看作為一個脈沖調(diào)制過程，數(shù)學表示為 。 xa(t)為調(diào)制信號即輸入的模擬信號， p(t)為載波信號是一串周期為T，脈寬為的矩形脈沖串，調(diào)制后輸出的信號就是抽樣信號 。四、AD及DA轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換器的框圖如下： 譯碼將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成抽樣信號，零階保持器的作用是將每個抽樣信號的樣值保持一個抽樣間隔寬度，直到下一個抽樣時刻，相當于在一個抽樣間隔內(nèi)進行常數(shù)內(nèi)插，經(jīng)過平滑濾波變成模擬信號。四、AD及DA轉(zhuǎn)換四、AD及DA轉(zhuǎn)換AD及DA轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標：1) 分辨率 用輸出二進制數(shù)碼