测控电路的功能、要求与组成在线视频

大家好

从今天开始

我们将和大家一起学习测控电路这门课程

本章绪论主要是讲解三个问题

为什么要学、学什么

怎么学

本章首先通过阐述测控电路在

生产与社会过程中的作用

对于测控电路的要求，说明为什么在

学习模拟电路与数字电路后

还要学习测控电路

通过介绍测控电路的类型与组成

说明本课程的主要内容

通过阐述对测控电路的要求

让学生明确应该着重从哪些个方面学习

认知分析及设计测控电路

首先，我们来看测控电路在

生产与社会发展中的作用

产品的质量和效率是衡量一切生产过程

优劣的两项主要指标

为了获得高质量和高效率

测量和控制都是必不可少的

测试是新技术革命的先导和基础

科学是从测量开始的

没有测量就没有科学

我们熟悉的圆周率π是准确测量周长

与直径提出的牛顿的万有引力

也是在准确测量

月球到地球的距离和质量后才成为科学的

我们知道测控系统主要由

传感器、测量电路、主机

控制电路及执行机构

五大部分组成，如图所示

其中，传感器是敏感元件

它的功能是探测被测参数的变化

但是

传感器输出的信号一般都比较微弱

还可能伴随着各种噪声

它需要用测控电路将它放大

剔除噪声

选取有用信号

按照测量与控制的功能要求进行

所需演算、处理和变换

输出能控制执行机构动作的信号

在整个的测控系统中

电路是最灵活的部分

它具有便于放大、便于变换、便于传输

便于适应各种使用要求的特点

测控电路在整个测控系统中

起着十分关键的作用

测控系统乃至整个机器和生产系统的性能

在很大程度上依赖于测控电路

接下来我们看一下对测控电路的主要要求

概括的说，对测控电路的主要要求有

精、快

灵、可靠

也就是说精度高

响应快

转换灵活

可靠性与经济性

精度是测控永恒的主题

我们要保证质量控制的高精度

必须保证电路的低噪声与

高抗干扰能力

低漂移与高稳定性

高线性度与高保真度以及

合适的输入输出阻抗

生产节奏逐渐加快

科学研究要了解快速变化的过程

高技术与国防的要求

对信号变化做出快速反应

这些均需要测控电路具有更高的响应速度

否则信号将会错失

控制将会失误

战争最终失败

通俗点说，就是落后就要挨打

慢了就要挨揍

因为在对传感器的信号处理的过程中

经常需要将模拟信号与

数字信号之间的转换

量程的切换

不同信号的选取，等等各种变换

这就要求测控电路具有

较高的转换的灵活性

随着科技与生产的发展

测控系统应用领域越来越广

应用的环境越来越复杂

这些对测控电路的可靠性

提出了更高的要求

我们再看测控电路的

输入与输出的信号形式

输入输出信号主要有两种形式

一种是模拟信号

包括非调制信号和已调制信号

另外一种是数字信号

包括增量码信号

绝对码信号和开关信号

接下来我们重点分析一下

电路的类型与组成

测量电路分为模拟式测量电路

和数字式测量电路

控制电路分为开环控制和闭环控制

这里需要说明的是

这种电路的分类是依据

不同的分类标准来确定的

在有关的课程当中

我们将进行详细的讲解

对于模拟式测量电路来说

它的组成如图所示

除了传感器和显示执行机构外

中间方框内的电路就是包括

测量电路的组成部分

具体包括，量程切换电路

放大器、调制解调、信号分离、运算电路

模数转换电路、计算机等

计算机可以作为主控制器

去控制执行机构，其他的部分

正是本课程要讲解的功能电路

当然，需要说明一点的是

不是所有的电路都必须包括

以上所有的功能电路

比如虚框内的振荡器

解调器、运算电路、模数转换部分

可以根据电路的需求而存在

并非都是必需的

对于增量式的数字式测量电路来说

它的组成如图所示

传感器出来的信号需要经过

放大整形后转化为脉冲信号

再经过细分电路

辨向电路、脉冲当量转换电路、计数器、锁存器等

将数据送入计算机

最终驱动执行机构

为了提高分辨率

系统采用了细分电路

而对于增量码信号

被测量

不管是增大还是减小

增量码都有周期性的变化

所以需要辨向电路

辨别被测量的方向

绝对码和开关量电路相对比较简单

基本上就是一套逻辑电路

以适当的方式进行译码

进行显示与控制

对于控制电路而言

开环控制电路相对简单而且稳定

但是控制精度不是很高

想要提高控制精度

需要将执行机构的执行情况

反馈到测量电路与

原有的设备信号进行比较后

再进行校正

减少误差

闭环控制虽然提高了精度

但是电路变得复杂

测量时间相对延长

下面我们再简单的说一下

测控电路的发展趋势

伴随着科技与生产的发展需求

测控电路的发展十分的迅速

主要的趋势可以概括为以下几个方面

分别是优质化

主要强调的是精、快、可靠

集成化

数字化、通用化、模块化

测控一体化、自动化与智能化

在这里我们不详细展开叙述

在后续的学习当中

同学们会有相应的体会和感受

最后我们再看一下

课程的性质与学习的方法

测控电路这门课程主要介绍工业生产和

科学研究当中常用的测量与控制电路的

各种功能和总体连接

表达的是电器的连接关系

使学生熟悉怎样运用电子技术

来解决测量与控制当中的任务

它不是一般意义上的

电路技术课上的深化与提高

而是着重讲清如何在电子技术与测量

控制之间架起一座信息、采集与变换的桥梁

实现二者之间的有效的信息沟通

学会如何在测量与控制中运用电子技术

并且与光、机、计算机紧密配合

实现测控的总体的构想

围绕着精、快、灵、可靠与

测控任务的其它要求来选用电路

设计电路

我们将从信息流总体上

来分析整个测控电路

同时我们将以精、快

灵、可靠作为选用测控电路的基本指导思想

在选用的基础之上

分析与设计电路

将基础科学上的发现与

其它领域当中应用的技术成果

用来解决我们的问题

这就是工程师的创新

大家在学习时，重点要放在

基本功能电路的分析上

我们也会尽量多的引用工程案例

再利用我们所学的电路

去解决复杂工程技术问题

以提高大家解决实际工程问题的能力

通过学习本课程

希望大家具备选用电路、分析电路

及设计电路的能力

好的，同学们

通过上面的讲解

这节课我们共同探讨了测控电路的作用

以及课程的基本内容

同时就本课程的学习方法

给出了建议

这节课就讲到这里，再见