《传感器技术及应用》课程PPT教学课件（讲稿）传感器信号选择方式

补充：传感器信号选择方式 参考：村树正直、山崎弘郎，传感器工程学，大连工学院出版社，1988 一 什么是传感器信号选择方式 1、传感器数学模型 y=g41,42,,4,） 2、传感器信号选择方式的定义 在传感器中所采取的抑制干扰的方式。 2024/5/16

2024/5/16 1 补充：传感器信号选择方式 一、什么是传感器信号选择方式 1、传感器数学模型 ( ) g u u u r y , , , = 1 2  2、传感器信号选择方式的定义 在传感器中所采取的抑制干扰的方式。 参考：村树正直、山崎弘郎，传感器工程学，大连工学院出版社，1988

U 1-弹簧管2-电位器 测量压力的电位器式压力传感器 在特定应用场景中，如果干扰量影响较小，或测量精度 要求不高，甚或是定性测量，那么在传感器设计时可以不考 虑传感器信号选择方式。 2024/5/16 2

2024/5/16 2 在特定应用场景中，如果干扰量影响较小，或测量精度 要求不高，甚或是定性测量，那么在传感器设计时可以不考 虑传感器信号选择方式。 1-弹簧管 2-电位器 测量压力的电位器式压力传感器

二、静态特性信号选择方式 基本原理：利用传感器静态状态下被测量与干扰 量的差别，对信号与干扰进行分离的手段。 1、固定方式 把被测量以外的变量固定为一定值，或者采用某 种手段使其为固定。 接骏热电偶冷端恒温法 毫伏表 补偿导线铜质导线 Cu+ mV Cu- 冰瓶 冰水混合物OC] 热电偶 试管 被测流体管道 新的冷端 2024/5/16 3

2024/5/16 3 二、静态特性信号选择方式 1、固定方式 把被测量以外的变量固定为一定值，或者采用某 种手段使其为固定。 热电偶冷端恒温法 基本原理：利用传感器静态状态下被测量与干扰 量的差别，对信号与干扰进行分离的手段

2、补偿方式 把被测量和干扰变量共同作用的函数量称为第一函数量， 把只有干扰量作用的函数称为第二函数量。补偿方式就是指 利用第一函数量和第二函数量之差或之比来消除干扰变量影 响的一种方式。 o+12V oUo TO,氧浓度传感器测量转换电路 2024/15/16

2024/5/16 4 2、补偿方式 把被测量和干扰变量共同作用的函数量称为第一函数量， 把只有干扰量作用的函数称为第二函数量。补偿方式就是指 利用第一函数量和第二函数量之差或之比来消除干扰变量影 响的一种方式。 TiO2氧浓度传感器测量转换电路

3、差动方式 将被测量在反对称方向上作用，干扰量在对称方向上作 用，以此构成的两个状态量取其差，从而选择被测量的一种 方式。 Us U 0 (△R-△R+AR-AR, 4R 应变电阻传感器双臂电桥测量转换电路 2024/5/16

2024/5/16 5 3、差动方式 将被测量在反对称方向上作用，干扰量在对称方向上作 用，以此构成的两个状态量取其差，从而选择被测量的一种 方式。 应变电阻传感器双臂电桥测量转换电路 ( ) 1 2 3 4 4 R R R R R U U i O =  −  +  − 

判断属于哪种静态特性信号选择方式，并说明理由。 VD~VD4 R R R3=R4 K22 R21=R22 R23 Rr=R23 VDs-VDg Cr=Cs 恒流源 Hall Vcc 目ement 3 Linear Amp. Out GND 2 2024/5/16 6

2024/5/16 6 判断属于哪种静态特性信号选择方式，并说明理由

图 Uol 运算器 显示器 Sn m NiMn HN QSn A 10 B Cu HNi 2024/5/16 7

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三、动态特性信号选择方式 基本原理：利用传感器动态状态下被测量与干扰 量的差别，在时域、频率域或时频域对信号与干扰进 行分离的手段。 1、如果被测量和干扰量的频带不同，可采用滤 波器或调谐电路进行分离。 藏大喜 脉冲 发生器(40kHz) 选频(40kHz) 第一 低通 低频 放大器 检波器 滤波器 放大器 o 声、光 V. 第二 报警器 检波器 超声防盗报警器测量转换电路 2024/5/16 8

2024/5/16 8 三、动态特性信号选择方式 基本原理：利用传感器动态状态下被测量与干扰 量的差别，在时域、频率域或时频域对信号与干扰进 行分离的手段。 1、如果被测量和干扰量的频带不同，可采用滤 波器或调谐电路进行分离。 超声防盗报警器测量转换电路

2、如果被测量和干扰量的频带重叠，采用频带调频进 行分离。 干扰 信号 传感器 测量 调频 2024/5/16 9

2024/5/16 9 2、如果被测量和干扰量的频带重叠，采用频带调频进 行分离。 信号 干扰 传感器 测量 调频

3、时频域信号选择 短时傅里叶变换、分数阶傅里叶变换、Gabor2变换、小 波变换、经验模态分解等。 0. 有用信号为高斯信号eπ-42 2 2.0 2.0 干扰为线性调频信号eπ2 1.5 1.0 0.5 0. 0.0 0 2024/5/16 利用分数阶Fourier变换恢复信号 10

2024/5/16 10 3、时频域信号选择 有用信号为高斯信号e -(t-4)2 干扰为线性调频信号e -jt 2 短时傅里叶变换、分数阶傅里叶变换、Gabor变换、小 波变换、经验模态分解等