《儀表電路》課件

《儀表電路》本課程將介紹儀表電路的基礎(chǔ)知識(shí)，并涵蓋各種類型的儀表電路，例如電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、功率測(cè)量電路等。課程簡(jiǎn)介課程目標(biāo)了解儀表電路的基本概念和工作原理。掌握常見儀表電路的應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)學(xué)生分析和解決儀表電路問(wèn)題的的能力。課程內(nèi)容儀表電路概述、電壓源、電流源、運(yùn)算放大器、電橋電路、電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、電阻測(cè)量電路、電容測(cè)量電路、電感測(cè)量電路、功率測(cè)量電路、頻率測(cè)量電路、時(shí)間測(cè)量電路、溫度測(cè)量電路、濕度測(cè)量電路、光電測(cè)量電路、磁場(chǎng)測(cè)量電路、輻射測(cè)量電路、壓力測(cè)量電路、流量測(cè)量電路、位移測(cè)量電路、加速度測(cè)量電路、應(yīng)變測(cè)量電路、力測(cè)量電路、扭矩測(cè)量電路、數(shù)字儀表電路、模擬儀表電路、顯示電路、測(cè)試技術(shù)。儀表電路概述定義儀表電路是用于測(cè)量和顯示物理量（如電壓、電流、溫度、壓力等）的電子電路。作用儀表電路可以幫助我們監(jiān)測(cè)和控制各種物理量，在工業(yè)自動(dòng)化、科學(xué)研究、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。組成儀表電路通常由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、顯示器和控制電路等部分組成。電壓源電源電壓源是提供固定電壓的電源，是儀表電路的基本組成部分之一。電壓穩(wěn)定性電壓源的電壓穩(wěn)定性是指輸出電壓在負(fù)載變化或溫度變化的情況下保持穩(wěn)定的程度。電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)是指對(duì)電壓源的輸出電壓進(jìn)行精確調(diào)整，使其滿足特定要求。電流源定義電流源是提供固定電流的電源，在某些儀表電路中發(fā)揮著重要作用。特性電流源的輸出電流不受負(fù)載變化的影響，始終保持穩(wěn)定。應(yīng)用電流源常用于電流測(cè)量、電阻測(cè)量、電橋電路等。運(yùn)算放大器1高增益運(yùn)算放大器具有非常高的電壓放大倍數(shù)，可放大微弱信號(hào)。2高輸入阻抗運(yùn)算放大器對(duì)輸入信號(hào)幾乎不產(chǎn)生負(fù)載，不會(huì)影響輸入信號(hào)的完整性。3低輸出阻抗運(yùn)算放大器可以驅(qū)動(dòng)較重的負(fù)載，提供足夠的電流。4頻率響應(yīng)運(yùn)算放大器可以在一定頻率范圍內(nèi)正常工作，適用于各種信號(hào)的放大。5應(yīng)用運(yùn)算放大器是儀表電路中的核心元件，廣泛應(yīng)用于各種測(cè)量和控制電路。電橋電路1定義電橋電路是一種測(cè)量電阻、電容、電感等參數(shù)的電路。2原理電橋電路通過(guò)比較不同元件的阻抗變化來(lái)測(cè)量被測(cè)參數(shù)。3類型常用的電橋電路包括惠斯通電橋、維恩電橋、麥克斯韋電橋等。4應(yīng)用電橋電路廣泛應(yīng)用于儀表電路、傳感器、自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。電壓測(cè)量電路1模擬式傳統(tǒng)的指針式電壓表或數(shù)字式電壓表。2數(shù)字式利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行顯示。3集成電路使用集成電路芯片實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量功能，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定。電流測(cè)量電路1電流表利用電流表直接測(cè)量電流值。2分流器將部分電流分流到分流電阻，降低電流表的分流。3霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)測(cè)量電流，具有非接觸式測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)。電阻測(cè)量電路電容測(cè)量電路1電橋法利用電橋電路測(cè)量電容值。2振蕩法利用電容與振蕩頻率的關(guān)系測(cè)量電容值。3充電法利用電容充電時(shí)間的長(zhǎng)短測(cè)量電容值。電感測(cè)量電路電橋法利用電橋電路測(cè)量電感值。振蕩法利用電感與振蕩頻率的關(guān)系測(cè)量電感值。Q值測(cè)量法利用電感品質(zhì)因數(shù)（Q值）測(cè)量電感值。功率測(cè)量電路直流功率利用電壓和電流的乘積測(cè)量直流功率。交流功率利用功率表測(cè)量交流功率，或使用電壓表和電流表計(jì)算。無(wú)功功率利用功率因數(shù)測(cè)量交流電路中的無(wú)功功率。頻率測(cè)量電路計(jì)數(shù)法利用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)的信號(hào)周期數(shù)。振蕩法利用參考振蕩器與被測(cè)信號(hào)的頻率比較來(lái)測(cè)量頻率。鎖相環(huán)法利用鎖相環(huán)電路跟蹤被測(cè)信號(hào)的頻率，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。時(shí)間測(cè)量電路計(jì)數(shù)器利用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)的信號(hào)周期數(shù)，間接測(cè)量時(shí)間。晶體振蕩器利用晶體振蕩器產(chǎn)生精確的時(shí)間信號(hào)，用于時(shí)間測(cè)量。定時(shí)器利用定時(shí)器產(chǎn)生固定時(shí)間間隔，用于時(shí)間控制和測(cè)量。溫度測(cè)量電路1熱電偶利用兩種不同金屬之間的溫差產(chǎn)生電壓信號(hào)。2熱敏電阻利用材料的電阻隨溫度變化的特性測(cè)量溫度。3數(shù)字溫度傳感器集成電路芯片，內(nèi)置溫度傳感器，可以輸出數(shù)字信號(hào)。濕度測(cè)量電路電容式利用濕度變化改變電容值來(lái)測(cè)量濕度。電阻式利用濕度變化改變電阻值來(lái)測(cè)量濕度。熱釋電式利用濕度變化改變材料的熱釋電系數(shù)來(lái)測(cè)量濕度。光電測(cè)量電路1光電管利用光電效應(yīng)測(cè)量光強(qiáng)。2光電二極管利用光電效應(yīng)產(chǎn)生電流信號(hào)，用于光強(qiáng)測(cè)量。3光電倍增管利用光電效應(yīng)和電子倍增效應(yīng)測(cè)量弱光信號(hào)。磁場(chǎng)測(cè)量電路霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁阻傳感器利用磁場(chǎng)變化改變材料的電阻來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。磁通門傳感器利用磁場(chǎng)變化改變磁芯的磁通量來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。輻射測(cè)量電路蓋革計(jì)數(shù)器利用放射性物質(zhì)發(fā)射的射線激發(fā)氣體產(chǎn)生電離，測(cè)量輻射強(qiáng)度。閃爍計(jì)數(shù)器利用射線激發(fā)閃爍體產(chǎn)生光信號(hào)，測(cè)量輻射強(qiáng)度。半導(dǎo)體探測(cè)器利用射線激發(fā)半導(dǎo)體材料產(chǎn)生電子空穴對(duì)，測(cè)量輻射強(qiáng)度。壓力測(cè)量電路1彈性式利用彈性元件形變測(cè)量壓力。2電容式利用壓力改變電容值測(cè)量壓力。3壓阻式利用壓力改變電阻值測(cè)量壓力。4電位式利用壓力改變電位器滑片位置測(cè)量壓力。5壓電式利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)測(cè)量壓力。流量測(cè)量電路1差壓式利用流量變化產(chǎn)生的壓差測(cè)量流量。2渦街式利用流體經(jīng)過(guò)渦街傳感器產(chǎn)生的渦流頻率測(cè)量流量。3電磁式利用流體通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量流量。4超聲波式利用超聲波在流體中傳播的時(shí)間差測(cè)量流量。位移測(cè)量電路1電位式利用位移改變電位器滑片位置測(cè)量位移。2電容式利用位移改變電容值測(cè)量位移。3電感式利用位移改變電感值測(cè)量位移。4光電式利用光束被遮擋或反射的時(shí)間變化測(cè)量位移。加速度測(cè)量電路1壓電式利用壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)測(cè)量加速度。2電容式利用加速度改變電容值測(cè)量加速度。3電感式利用加速度改變電感值測(cè)量加速度。應(yīng)變測(cè)量電路1應(yīng)變片利用應(yīng)變片粘貼在被測(cè)物體上，測(cè)量應(yīng)變。2惠斯通電橋利用惠斯通電橋測(cè)量應(yīng)變片產(chǎn)生的電阻變化。3信號(hào)放大放大應(yīng)變片輸出的微弱信號(hào)。力測(cè)量電路應(yīng)變式利用應(yīng)變片測(cè)量力引起的形變。壓電式利用力引起的壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)。電磁式利用力改變磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量力。扭矩測(cè)量電路應(yīng)變式利用應(yīng)變片測(cè)量扭矩引起的形變。壓電式利用扭矩引起的壓電效應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)。電磁式利用扭矩改變磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量扭矩。數(shù)字儀表電路特點(diǎn)數(shù)字儀表使用數(shù)字信號(hào)處理，具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。原理數(shù)字儀表通常使用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和顯示。應(yīng)用數(shù)字儀表廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、科學(xué)研究、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。模擬儀表電路特點(diǎn)模擬儀表使用模擬信號(hào)處理，通常使用指針或數(shù)字顯示。原理模擬儀表通常利用電流或電壓