测控电路课后习题.docx
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1、习题参考答案(时间仓促,难免有误,请指正,感谢!)1-3试从你熟识的几个例子说明测量与掌握技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。为了加工出所需尺寸、外形的高精度零件,机床的刀架与主轴必需精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材,除了严格按配方配料外,还必需严格掌握炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些,必需对机器的运行状态进行精确检测,当发觉它偏离规定要求,或有偏离规定要求的倾向时,掌握它,使它按规定的要求运行。计算机的进展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案,而这依靠于光刻的精确重复定位,依靠于定位系统的精密
2、测量与掌握。航天放射与飞行,都需要靠精密测量与掌握保证它们轨道的精确性。一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器,对点火时间、燃油喷射、空气燃料比、防滑、防碰撞等进行掌握。微波炉、照相机、复印机等中也都装有不同数量的传感器,通过测量与掌握使其能圆满地完成规定的功能。1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用?传感器的输出信号一般很微弱,还可能伴随着各种噪声,需要用测控电路将它放大,剔除噪声、选取有用信号,依据测量与掌握功能的要求,进行所需演算、处理与变换,输出能掌握执行机构动作的信号。在整个测控系统中,电路是最敏捷的部分,它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电
3、路在整个测控系统中起着特别关键的作用,测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。1-5影响测控电路精度的主要因素有哪些,而其中哪几个因素又是最基本的,需要特殊留意?影响测控电路精度的主要因素有:(1)噪声与干扰;(2)失调与漂移,主要是温漂;(3)线性度与保真度;(4)输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰,失调与漂移(含温漂)是最主要的,需要特殊留意。1-7为什么说测控电路是测控系统中最敏捷的环节,它体现在哪些方面?为了适应在各种状况下测量与掌握的需要,要求测控系统具有选取所需的信号、敏捷地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的力量,这些工作通常由测控电路完成。它包括
4、:(1)模数转换与数模转换;(2)直流与沟通、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换;(3)量程的变换;(4)选取所需的信号的力量,信号与噪声的分别,不同频率信号的分别等;(5)对信号进行处理与运算,如求平均值、差值、峰值、肯定值,求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、规律推断等。1-9为什么要采纳闭环掌握系统?试述闭环掌握系统的基本组成及各组成部分的作用。在开环系统中传递函数的任何变化将引起输出的变化。其次,不行避开地会有扰动因素作用在被控对象上,引起输出的变化。采用传感器对扰动进行测量,通过测量电路在设定上引入肯定修正,可在肯定程度上减小扰动的影响,但是这种掌握
5、方式同样不能达到很高的精度。一是对扰动的测量误差影响掌握精度。二是扰动模型的不精确性影响掌握精度。比较好的方法是采纳闭环掌握。闭环掌握系统的基本组成见图Xl-30它的主要特点是用传感器直接测量输出量,将它反馈到输入端与设定值相比较,当发觉它们之间有差异时,进行调整。这里系统和扰动的传递函数对输出基本没有影响,影响系统掌握精度的主要是传感器和比较电路的精度。在图X1-3中,传感器反馈信号与设定信号之差不直接送到放大电路,而先经过一个校正电路。这主要考虑从发觉输出量变化到执行掌握需要一段时间,为了提高响应速度常引入微分环节。此外,当输出量在扰动影响下作周期变化时,由于掌握作用的滞后,可能产生振荡。
6、为了防止振荡,需要引入适当的积分环节。在实际电路中,往往比较电路的输出先经放大再送入校正电路,然后再次放大。图X1-3为原理性构成。图X1-3闭环掌握系统的基本组成2-2什么是高共模抑制比放大电路?应用何种场合?有抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合,例如人体心电测量。2-3图2-13b所示电路,Ni、N2为抱负运算放大器,R=RfZR,试求其闭环电压放大倍数。由图2-13b和题设可得出二g(1+必/=2g,仇=3(1+吊/尼)-26吊/品=2u2-2g=2(aj ,所以其闭环电压放大倍数=2o2-6何谓电桥放大电路
7、?应用于何种场合?由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器,如电感式、电阻应变式、电容式传感器等,常常通过电桥转换电路输出电压或电流信号,并用运算放大器作进一步放大,或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路,输出放大了的电压信号。2-9什么是CAZ运算放大器?它与自动调零放大电路的主要区分是什么?何种场合下采较为合适?CAZ运算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称,它通过模拟开关的切换,使内部两共性能全都的运算放大器交替地工作在信号放大和自动校零两种不同的状态。它与自动调零放大电路的主要区分是由于两个放大器轮换工作,因
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