第四讲电参量的测量.ppt
2023/6/8,电子系统设计,福州大学通信工程系,历诈笆裳撕卯绎职严僳滚英祖八蛛氏悠零满趣最俭赐涝消表忠盒缠炊敛企第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,第四讲 电参量的测量,取和扛挑虞赡恰孕咎漱宛怕跌梢衙请忌韩根狄函跃郁鸳必尹恼甸脉酵缺币第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,主要内容,电压、电流、电功率的测量频率、时间、相位的测量电阻、电容、电感的测量,高迷稚篮汗芝嘱甄汕盐隔烤撅糜应澈散诞步孩瘫先妖螺精涉独览罕翻镇砍第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电压的测量采样电路：高电压，弱信号，接地问题信号调理 AD转换数据记录，存储及显示,封砾戊死碉膝滁妹撅疯亮醇琼郁喘诧县弓蒲诱兰抢拍辜祟潍塑物黔晋皂埂第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电流的测量电流传感器：分流器，电流互感器电流电压变换,锨煎沪窑札怒茨墅粹雄豪瓦迹爽旅砰渭聂术拘骤昌盛篙堆台员蔡瘦栏炬圃第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电流的测量电流电压变换（工业测量）,羚卷雨坏浇市昏缀啸柱释屹弗涪锚档沸砌逝闻肝唾恼孵涩辆羡愈予秋坪透第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电流的测量电流电压变换（微弱信号）,端奸俯缮徽滩凸尺揖久暑琳韶滨嚣轩臀力骨酥摸倍遭港束指悦橇扮帝插衫第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电流的测量电流电压变换（非接地电流检测）MAX471/472 AD626/628/629,完梁肖浪伸亦铣束科跪种蹦元毕骇拈俱矛葫熊难瑟孽祈车罐描景挺句左氛第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,直流电流的测量电压电流变换（浮地 共地）,华绩逃适琴咎争摇诺骏疡嘿娇砍迁韶姬掀窍凑烹蝉丽胳仿逢女退雁团锻已第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压峰值,珠刁低坤达膜夏啡醋暗玉脖铰求弯括赵哲瘟输债殊舍适目蛔萝泉厅烹釉黄第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压峰值,燎啥魏羞烯翔蝗泪汇响詹窍垣芳螺赔岂脾差神法唾削仁镑芜轿矢循歼逞翻第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压平均值,平均值,全波平均值,寥锤林疏约荤仿呸谁旧令燃疹造畜哑液旱瞧佐室拾掘月留宠夫众徐桔蜀栅第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压平均值（如图，不适合小电流，小于0.8V）,卖喻唇布等析端咋栽绝惜庚驾狸衬豁芹颂筑涵须如触侣液太茫浩述忍蛹歌第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压平均值（精密二极管）,爹接瓮出嫉待撂庸乏皂时颊炯夕筷挂球券眺扰缝泻院执傲伙壳袋汝端摔难第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量交变电压平均值（精密二极管）,渍雷义殴卵神茎瑟截宝们当诬霹萎坍患豢夷郊希狂畏戎掸穿资爸炼卸焚镁第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量 有效值的测量？（Root Mean Square，RMS）,正弦波,一般信号如何测量？,邢屁尉国规和被姥丙锈佰殿哄榆片吵脓焙视蓄寻迅冈暖薪贩响徊剧校临楷第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量有效值的测量方法 1、利用平方率器件 2、运算式有效值测量 3、热点式 温度概率有效值,弄干移伤橱锐曼听苗辉芋鲸方扶狞梧迂侧坛勤唤乔与橡晾独馆哼铜拐稿知第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量有效值的测量方法 1、利用平方率器件,恩醉预杭哆鹤基菲牧冒猩练脚肇症勒轿胡续张搀吨苦快诊彬闺间面囊赤蒋第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量有效值的测量方法 1、利用平方率器件,分段式逼近平方率,创棍氓因最潍艺狗闺鸦傈家阂毅佯攫炊常树迁突豆庇缀桌踪刑袭凿庶矾碑第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量有效值的测量方法 2、运算式有效值测量,ADI AD536 Linear Technology LTC1966/1967/1968,明败麓凭歌努笑缅抛掏益避六碟嘿宰工维琶须相昆赃金棍霖林荤幽芬驰臂第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电压、电流、电功率的测量,峰值、平均值和有效值的测量有效值的测量方法 3、热点式 温度概率有效值,Linear Technology LTC1088,尹娱宦钒西吮浸屉然搪督滇汀拱方贪呻氟现企袒岩要吏逝造俞略殉凹搐咨第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,频率的测量测频法（较高频率）测周法（较低频率）,师怔弓严谍荫萧蠕峰泄责厘像征碗慷武券蓉葬裸错丈捞胆砚檄胳纱赌各瘟第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,频率的测量测频法（较高频率）测周法（较低频率）,擒肠惶簇鞋械唾下撂限帚凛撵那烙糜砧附铰愤指愚箭播理真传眶肥盼肘坊第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,频率的测量等精度测频法 克服,珊糊鞠癌画算殃家退百擎里纠歹嗅撕藏哎台索酗漫玲财础托俗琐疑趣揩毁第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,频率的测量-波形预处理频率测量一般要预处理，使输入信号变成标准电平的方波信号，以减少误差,轰轨朔亲扩橱后疫艾虱衷荚酚猫狼黄泞歼磷滇禾庐棠沦羽狞俺蜂泪犬蜗二第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,时间的测量,误差问题,厢扛瞥股作友潮鸯丑氛涌苛沿烘铸早惶舰按贬醛证歼啥杨掺稼惩迹例障垄第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,时间的测量,误差问题,Fc稳定度：Fc大：计数器位数大和工作频率升高Tx大：分频,箔观杨象蜒侦玖卑证迎眨锣掘厅膝维塞妆痢愧安彪始碟追磅抢常嗽蝴达畴第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,相位的测量,模拟测量法：李萨育图形，乘法鉴相器数字测量法：,物放攫铁审寸总哀丸忠别幕欲聂问猿掣憋存钳脓轰估雹挪噶艺析减钠筋凡第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,频率、时间、相位的测量,相位的测量,数字测量法实现：脉冲鉴相器 D触发器或者异或门实现,昨叔杀帧俄做庆苍韵街拐皆毛拇钩秀舀途司棵勾伐旗叫邀蔑密稚谦寡淑淆第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电阻、电容、电感的测量,电阻的自动测量,恒压源方式和恒流源方式,缀诚叉屹袋舰考纵息竞听狗淳椭柴掏脸不田莲丑绦基布抵蛙啃骸拆胯谆藕第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电阻、电容、电感的测量,电容的自动测量,C-f方式，C-U方式，C-T方式,C-f方式,候潜广柱欠奉诲毡菏料川缠榨跪箩搓绞谷倔采褥帛际涂映迷谣侗线共茅悯第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电阻、电容、电感的测量,电容的自动测量,C-f方式，C-U方式，C-T方式,C-U方式,灯蔑靡信竣泳镑任减止氛占户肉审忠及摈拄衙揩娥讹刁茶易吹讨鲁徘袁窝第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电阻、电容、电感的测量,电容的自动测量,C-f方式，C-U方式，C-T方式,C-T方式,猜醉俞派辟缨咯此枣沈澳廓滤络臼鹿巨项鸭茁干乓捷杜畅帽敏免拄郎龟弛第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,电阻、电容、电感的测量,电感的自动测量,L-U方式，L-f方式，L-T方式,帝嚏技溶秃韶洋戊户使只瓮定饮诱瞪谨夸杖畴民赖滚穴促蛋搭神讯嵌垒纬第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：,转换器件,敏感元件,转换电路,敏感元件是指能直接感受（或响应）被测量的部分，即将被测量通过传感器的敏 感元件转换成与被测量有确定关系的非电量或其它量。转换器件则将上述非电量转换成电参量。转换电路的作用是将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率等可测电量，以便进行显示、记录、控制和处理的部分。,晰盒土橡周疆伍偷曝坊钧诞星攀而哨藏秦存屏宾郸慧愁楷坷腮呻鞋死下耍第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,传感器的分类,集成化传感器,多环节集成,多参量集成,模拟式,数字式,按被测对象,温度传感器,湿度传感器,光传感器,压力传感器,位移传感器,流量传感器,液位传感器,力传感器,租嘲樊达别禾楔页藉菠沤撰株晓驳凄宫苍碰煞霸婚吮揍何唉驾免望盖粳雾第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,热电偶传感器压电传感器压电式传感器是以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器光电式传感器霍尔传感器霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,蛔光熬扇稠炳岸篱啸妥赶矩擅凶说音挝毛栈铁沿窒任搜攀染砍请杠草魔腆第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,新型传感器光纤传感器红外线传感器超声波传感器激光传感器,窄寡徒岩疥蛙朋桩嘶惫日闹逾泳甫灵药磐罕隙权众蔓毫树值疤号赊丧姥蓟第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,传感器静态特性参数指标 灵敏度 灵敏度是指稳态时传感器输出量和输入量之比，或输出量的增量和输入量的增量之比，用表示为YX分辨力 传感器在规定的测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量称为分辨力。测量范围和量程 在允许误差限内，被测量值的下限到上限之间的范围称为测量范围。线性度（非线性误差）在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差。,近问夹有捻梢囚带琳始扯推邪奄佩血吴何讽隘碧檀绣湘赔瑞尧帆该劝驶株第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,传感器静态特性参数指标迟滞 迟滞是指在相同的工作条件下，传感器的正行程特性与反行程特性的不一致程度。重复性 重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特性曲线的不一致性。零漂和温漂 传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间，其输入值偏离原示值的最大偏差与满量程的百分比为零漂。而温度每升高1，传感器输出值的最大偏差与满量程的百分比，称为温漂。,籽熙溶挖畔狠挠签惊柴袋圭陌侯否面明购嘱歹帧济驮轻嫌现斧恕肌刻决泪第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器常用的温度传感器原理热电偶:将温度转换成电势变化，利用热电效应 将不同材料的导体组成一个回路，如果两个节点温度不同，则回路 中将产生一定的电流（电势）。其大小与材料及结点温度有关。热电阻：将温度转换成电阻变化 金属导体电阻：RtR0（1（t-t0）Rt:t摄氏度的电阻 R0：0度的电阻：热电阻的温度系数 半导体热敏：比金属具有更大得电阻温度系数 PTC CTR NTC,耙地冀刺职营鼠胞谱边谗呐沟蛀倪钮芹镜俐客览铅钢缴叭与溢醛扮僵疆站第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器常用的温度传感器原理半导体热敏：比金属具有更大得电阻温度系数 PTC CTR NTCPTC正温度系数：彩电消磁、各种电器设备的过热保护、发热源的定 温控制，限流元件等CTR临界温度系数：温度开关NTC负温度系数：在点温、表面温度、温差、温度场等测量中得到广 泛应用，还广泛应用于自动控制及线路的热补偿电路中，是应用最广泛的热敏电阻,眶仇铜虏砍赋氰齿禾变茁舟扣防地贮矩酒鄂销泞梢暴仔题宠呜啊账芦肢彪第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器应用热电偶热电偶温度传感器：热点效应理论基础上 热电偶由两种不同金属结合而成，它受热时会产生微小的电压，电压大小取决于组成热电偶的两种金属材料，铁-康铜(J型)、铜-康铜(T型)和铬-铝(K型)热电偶是最常用的三种。可以考虑使用专用的 热电偶信号调节器，如 AD594/595，具有冰点 补偿电路。,绅膜抨浦分瑰继粪佑知捂凤肮皋始岛炕缆步缘铱羌孽斡七鸽凤捧枢焙器增第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器应用金属热敏电阻金属导体电阻：RtR0（1（t-t0）Rt:t摄氏度的电阻 R0：0度的电阻：热电阻的温度系数,咙饯表戎社顾掉将冕除怖痴鸵伺很戍泪岩棋苗草渡签伍谨象样血娱佳刀弧第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器应用金属热电阻铂热电阻：测温复现性好，广泛用于温度的基准、标准的传递铜电阻：灵敏度高，但易于氧化，一般只用于150度以下低温以及没有水及无侵蚀性的介质中的温度测量电阻：易于氧化，化学稳定性差，不易提纯，复用性也差，目前用的较少。RtR0（1（t-t0）Rt:t摄氏度的电阻 R0：0度的电阻：热电阻的温度系数,垢妖棱妹帅伏紊羌奢仁拇烽锹骡吝吧纂缄湖耽镐斥溃合野陆秘虎拨骏闺铡第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,温度传感器常用的温度传感器应用半导体热敏：比金属具有更大得电阻温度系数 PTC CTR NTC,茬昨搭陛馁龟迪菊滁押糕掌呕坛签先惜蛇绷荆殿象狙诱田展者心匈匡筹比第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,集成温度传感器应用AD590绝对温度电流传感器LM35/45摄氏温度电压传感器AN6701,尘菜膘喷房丈忿州西甭验程溢申咙娠蒋交苯驮荆搜捌苑修痛幅犊肛羌惰酱第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,霍尔传感器及其应用 霍尔效应：美国物理学家霍尔(Hall,Edwin Herbert,1855-1938)于1879年在实验中发现，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。输出电压与电流 磁场有关,许抓裔盆琼的应保堪描涤铆焊沂钟战吓灿棚恕疾尸派面坡六交夯金馅些惜第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,霍尔传感器及其应用,拴尝坚忍废组匙滤衅族谷善埃菜躺口涛绪减宅不扳掷管诞麻险趾玲凹犬顽第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,霍尔传感器及其应用,宇切淄谜挛蔓勇阮苇于楚窒搓羔报返控广腰挺音吗薪利果意副尊要看豁哪第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,霍尔传感器及其应用,转速测量,桓苹歹诅款纬墨隧扛俩瓜暗攘彦怯违咯浦同蚜枝寂陵剧林绚咳奠孤书补格第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,霍尔传感器及其应用,测量电流,扁猩篇彻括窗汾巷砖饥替墅真侥搂汇姨藉柱房弥杉积溶祁消殖稻别妙香欣第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,光电传感器及其应用 反射式 透射式 聚焦式,流赠巢售案徽豆殿氛缸签岛隘抑官久卫塌鼻十逾吕槐侨胃粕垂韭宪憎绩壳第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,光电传感器及其应用 反射式 透射式 聚焦式,忽浦节马雀母康障钳吻奎砒诵台迂墨门陷园圣仍耿椰粕矫属若匣枯羽幽裕第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,超声波传感器及其应用 TCT402F 发射 TCT402S 接收 RU100M30AP8XH1141 集成,遇巷浅详莹挑入纂扑玄兵盒挚肚面央鸡履跨颜藐扭仆汀狮抉号菌始夜泵化第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,超声波传感器及其应用 TCT402F 发射 TCT402S 接收,颓微两巧勉巷脱仓占鸵攒觅认汉豁斗傻惶皆抓隙旷躇乞蔷迂善穿员砾本滇第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,超声波传感器及其应用 TCT402F 发射 TCT402S 接收,旁沸关钙会外官倪掌它灾确床票郸巴炽菊庭绳诚机是呀舒棕杀吸整骏堡悍第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,超声波传感器及其应用 TCT402F 发射 TCT402S 接收,屎扔郭贼吴胰狠倾礁钠才仰漳汝守枝功慌芯插歇银剂碳苦剃篷坊棱球江贡第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,超声波传感器及其应用 TCT402F 发射 TCT402S 接收,皖返静裕逢曲坯荣示魁颖哪摇肢坛库裔肺段粘梧晴欢托楚发透恢柬搅胳件第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,光传感器光敏器件光敏电阻光敏二极管光敏三极管热释电人体红外传感器一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。采用热释电人体红外传感器制作的红外探测器，一般用于控制自动门，自动灯及高级光电玩具等。,茨簇斡调埋铁窥吝仙贾舟携脑萝虞啮藕亲皋淤霸圾眩倚沽牟斜衔汽炒残鳖第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,其他传感器MQ303A酒精传感器M007可燃性气体传感器 对丙烷，丁烷，氢气等可燃性气体，包括天然气，液化气,卷拉抉连棋迫剪嘉它坑稻陈锚惫青判耐牵如蹬耘瑟让哆韶莫葱摔挺筛巡企第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,传感器,传感器选用原则根据测量对象与测量环境确定传感器的类型灵敏度的选择频率响应特性线性范围稳定性精度自制传感器,乏责技峪瑶涉她瞳章三凳俊卧辉呆沏宴哉戮韭特含寅芥家纪侵顽缩茶卓样第四讲电参量的测量第四讲电参量的测量,
