《机械工程测试技术基础》第四章 信号调理、处理和记录

第四章信号调理、处理和记录 §2 §3 §4

第四章 信号调理、处理和记录 §1 电桥 §2 调制与解调 §3 滤波器 §4 信号的指示和记录装置 返 回

§1

一、直流电桥 二、交流电桥 §1 电 桥 目 录

§2

一、调幅及其解调 二、调频及其解调 §2 调制与解调 目 录

83 四

一、滤波器分类 二、理想滤波器 三、实际RC调谐式滤波器 四、恒带宽比滤波器和恒带宽滤波器 §3 滤波器 目 录

§1电桥 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流 输出的一种测量电路。 分类 按激励电压的性质直流电桥 交流电桥 按输出方式/不平衡桥式电路 平衡桥式电路

§1 电 桥 电桥是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流 输出的一种测量电路。 分类： 按激励电压的性质 直流电桥 交流电桥 按输出方式 不平衡桥式电路 平衡桥式电路 目 录

直流电桥 1、电磁形式 2、平衡条件 U =U -U= R-U RA-U R1+R2 R+r rR3-R,R4 (R1+R2)R3+R U为直流电源 要使电桥平衡,输出为零,应满足 U,为输出电压 RR3=R2R4

一、直流电桥 1、电磁形式 2、平衡条件 为直流电源 要使电桥平衡，输出为零，应满足 为输出电压 ( )( ) 0 1 2 3 4 1 3 2 4 0 3 4 4 0 1 2 1 U R R R R R R R R U R R R U R R R Uy Ua b Ua d + + − = + − + = − = R1 R3 = R2 R4 a b c d R1 R2 R4 R3 Uy U0 1 I 2 I U0 U y 上 页 目 录

3、输出特性 (1)半桥单臂接法 输出电压 R1+△R R R1+△R+R2R3+R4 为了简化设计,取相邻两桥臂电阻相等, 即R=R2=R,R3=R4=R0 若R=Ro,则输出电压U △R 4R+2△R 因AR<<R2,所以 △R 4R

3、输出特性 （1）半桥单臂接法 输出电压 为了简化设计，取相邻两桥臂电阻相等， 即 若 ，则输出电压 因 ，所以 0 3 4 4 1 2 1 U R R R R R R R R Uy         + − +  + +  = 0 ' R1 = R2 = R0，R3 = R4 = R 0 ' R0 = R 0 0 4 2 U R R R Uy +   = R  R0 0 0 4 U R R Uy   a b c d R2 R4 R3 Uy U0 1 I 2 I R R1 1 ±Δ 上 页 目 录

可见,电桥的输出U,与激励电压U0成正比,且在△R<R 条件下,与△R/R0成正比。 灵敏度SUy △R/R4

可见，电桥的输出 与激励电压 成正比，且在 条件下，与 成正比。 灵敏度 0 R/ R U y U0 R  R0 0 4 1 / U R R U S y =  = 上 页 目 录

(2)半桥双臂接法 输出 R1+△R1 R R1+△R1+R2-△R2R3+R4 △R pRo 灵敏度 △R/R2 与半桥单臂相比,灵敏度提高了一倍,电桥的输出与△R/R 成完全线性关系

（2）半桥双臂接法 输出 灵敏度 与半桥单臂相比，灵敏度提高了一倍，电桥的输出与 成完全线性关系。 0 2 1 / U R R U S y =  = 0 R/ R b c d R4 R3 Uy U0 1 I 2 I R±ΔR a 1 1 R ± ΔR 2 2 0 0 0 3 4 4 1 1 2 2 1 1 2 U R R U R R R R R R R R R Uy  =         + − +  + −  +  = 上 页 目 录

(3)全桥接法 输出R U 灵敏度S1=U0 △R/R 上述电桥是在不平衡条件下工作的,它的缺点是当电源 电压不稳定,或环境温度变化时,会引起电桥输出的变 化,从而产生测量误差。 因此,在某些情况下采用平衡电桥

（3）全桥接法 输出 灵敏度 上述电桥是在不平衡条件下工作的，它的缺点是当电源 电压不稳定，或环境温度变化时，会引起电桥输出的变 化，从而产生测量误差。 因此，在某些情况下采用平衡电桥。 0 0 U R R Uy  = 0 / U R R U S y =  = 上 页 目 录 b c d 3 4 Uy U0 1 I 2 I R±ΔR a 1 1 R ± ΔR 2 2 Δ ± R R4 R ±ΔR3