chap02检测技术基本知识（课件）- 《传感器检测技术》同步教学（铁道版）

传感器检测技术 中国铁道出版社 2024/1/5 2 第二章. 检测技术基本知识 引言 2.1概述 2.2检测系统基本构成 2.3检测方法 2.4常用检测与转换电路 2.5误差分析及数据处理基础 引言 本章讨论检测技术概念，检测系统的构成和作用，常用检测与转换电路，误差分析及数据处理基础知识等。这些内容是检测技术的基本概念和基本知识，是后续各章学习所必备的基本知识。 2.1概述 检测技术是研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术应用的一门技术学科。 2.1.1检测 检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 2.1.2检测技术 检测技术是研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术应用的一门技术学科。 2.1.3检测过程 检测过程主要目的是获得信息，首先检测被测对象的信息，经过处理，将结果提供给观测人员，或输出到其他信息处理装置，这种信息概念构成了检测仪表的理论基础。 2.1.4检测技术作用 中国有句古话：“工欲善其事，必先利其器”，用这句话来说明检测技木在我国现代化建设中的重要性是非常恰当的，“事”就是现代化建设大业，而“器”则是先进的检测技术。 2.2检测系统基本构成 2.2.1检测系统构成 图2-1 检测系统构成框图 2.2.2检测系统分类 图2-2 开环检测系统构成框图 2.2.2检测系统分类 图2-3  闭环检测系统构成框图 2.2.2检测系统实例 图2-4 开环检测系统电子体温计构成框图 图2-5 闭环检测系统自动电热水壶构成框图 2.3检测方法 表2-1 常用检测方法 2.4常用检测与转换电路 2.4.1电桥 2.4.2放大器 2.4.3滤波器 2.4.4V/F变换 2.4.5V/I变换 2.4.6调频电路 2.4.7脉冲调宽型电路 2.4.8相敏检波电路 2.4.1电桥 电桥是将电阻、电感、电容等参数变化变换为电压或电流输出的一种测量电路。根据供桥电源，电桥可分为直流电桥和交流电桥。当电桥输出端接入的仪表或放大器的输入阻抗足够大时，可认为其负载阻抗为无穷大，这时把电桥称为电压桥；当其输入阻抗与内电阻匹配时，满足最大功率传输条件，这时电桥被称为功率桥或电流桥。 直流电桥和交流电桥 图2-6 直流电桥 图2-7 交流电桥 变压器电桥单臂接法和差动接法 图2-9  变压器电桥单臂接法 图2-10 变压器电桥差动接法 二极管双T形电桥 （a）双T形电桥 （b）正半周 （c）负半周 图2-11 双T型电桥及等效电路 2.4.2放大器 图2-12 反相运算放大器图 图2-13 反相放大器电容测量 图2-14 同相运算放大器图 图2-15 差动放大器 测量放大器、微分放大器、积分放大器 图2-16 测量放大器的基本电路 图2-17 微分放大器 图2-18 积分放大器 2.4.3滤波器 低通滤波器幅频特性 高通滤波器 幅频特性 图2-19  低通滤波器幅频特性 图2-20高通滤波器 幅频特性 2.4.3滤波器 带通滤波器幅频特性 带阻滤波器幅频特性 图2-21 带通滤波器幅频特性 图2-22带阻滤波器幅频特性 RC滤波器 （1）一阶RC低通滤波器 （a）电路 （b）幅频特性（c）相频特性 图2-23 RC低通滤波器的电路及其幅频、相频特性 RC滤波器 （2）一阶RC高通滤波器 （a）电路 （b）幅频特性 （c）相频特性 图2-24 RC高通滤波器的电路及其幅频、相频特性 RC滤波器 （3）RC带通滤波器 （a）电路 （b）幅频特性 （c）相频特性 图2-25 RC带通滤波器电路、幅频特性和相频特性 LC滤波器 图2-26 LC滤波器  2.4.4V/F变换 图2-27 集成LM331的线路图 2.4.5V/I变换 （a）负载共电源方式 （b）负载共地方式 图2-28 V/I转换器 2.4.6调频电路 图2-31调频电路 2.4.7脉冲调宽型电路 图2-32脉冲凋宽型电路原理图 2.4.7脉冲调宽型电路 （a）脉宽调制电路各点电压波形（b）Cx1=Cx2各点电压波形（c）Cx1>Cx2各点电压波形 图2-33脉冲凋宽型电路各点电压波形 2.4.8相敏检波电路 图2-34相敏检波电路原理图 相敏检波电路 （a） 、 为正半周时等效电路 (c) 、 为负半周时等效电路 图2-35相敏检波电路原理图-衔铁在中间位置 相敏检波电路 （a） 、 为正半周时等效电路 (b) 、 为负半周时等效电路 图2-