第三章 阻抗（电阻、电容、电感）的测量未完成

null第3章 阻抗(电阻、电容、电感)的测量第3章 阻抗(电阻、电容、电感)的测量电子信息学院 杨 友 平3.1 电桥法3.1 电桥法3.1.1 惠斯顿电桥图3-1-1 普通的惠斯顿电桥 1、输出阻抗(或内阻) Z0 2、电桥开路( )输出电压U0 3、负载电压为 4、输出为0――平衡电桥交流电桥平衡必须同时满足两个条件： 实部相等 虚部相等 说明：常用于电阻、电感、电容元件参数的测量 。3.1.2 平衡电桥法3.1.2 平衡电桥法图3-1-2 平衡电桥法测电阻一、测电阻 图3-1-3 测电容电桥图3-1-3 测电容电桥二、测电容 图3-1-4 测电感的电桥图3-1-4 测电感的电桥 　 三、测电感3.1.3 不平衡电桥法3.1.3 不平衡电桥法图3-1-5 电阻传感器电桥的实例一、直流不平衡电桥――常用于电阻传感器电桥null结论： 1、恒流源供电的优点： 1°电桥从恒压源供电改为恒流源供电，可以减小和消除非线性。 2°恒流源供电比恒压源供电更能消除温度变化的影响。 2、差动电桥（差动式电阻传感器接在横跨电源的相邻两臂）优点： 1°提高灵敏度 2°消除非线性 3°消除温度误差图3-1-6 两种交流电桥图3-1-6 两种交流电桥二、交流不平衡电桥 Z1= R1、Z2=R2时 Z1= jωL1、Z2= jωL2时 Z1＝１／jωC1，Z2＝1/jωC2时 图R1=R2时图3-1-7 有源电桥图3-1-7 有源电桥三、有源电桥 图3-1-7（b） （a） （c）（d） 3.2 阻抗－电压转换法3.2 阻抗－电压转换法3.2.1 欧姆法（恒流法）图3-2-1 电阻－电压转换基本电路（a） （b） 图3-2-2 自举式R-U转换器图3-2-2 自举式R-U转换器 图3-2-3 恒流桥式R-U转换器 图3-2-3 恒流桥式R-U转换器A3为同相放大器，增益为10，可由RP3调整。图3-2-4 反馈电阻式R-U转换器图3-2-4 反馈电阻式R-U转换器3.2.2 比例运算法3.2.2 比例运算法图3-2-5 比例运算法测量电路（a）（b）（c）3.2.3 差动脉冲调宽法3.2.3 差动脉冲调宽法图3-2-6 差动脉冲调宽电路图3-2-7脉冲调宽波形图3-2-7脉冲调宽波形C1和C2为差动电容传感器，通常取R1=R2， 此时输出电压为 R1和R2为电阻传感器，通常取C1、C2为固定电容，且C1=C2，此时 图3-2-8 差动电感脉冲调宽电路图3-2-8 差动电感脉冲调宽电路L1和L2为差动电感传感器的两个电感 取R1=R23.3 阻抗－频率转转换法3.3 阻抗－频率转转换法 3.3.1 调频法图3-3-1 调频电路一、LC正弦振荡器 适用于电感、电容式传感器（电感）（电容）图3-3-2 差频电路图3-3-2 差频电路二．差频电路 3.3.2 积分法3.3.2 积分法图3-3-3 电阻－频率转换器null,,（a）（b）3.4 阻抗－数字转换法3.4 阻抗－数字转换法3.4.1 电阻－数字转换法图3-4-1 单斜积分型图3-4-2 双斜积分型图3-4-2 双斜积分型 ——积分电容 ——用以消除运放A1A2失调电压的影响 RN——标准电阻 Rx——被测电阻null 积分器输出波形与双积分A/D相似，只是将Ux换成IRx，将UR换成IRN 初始阶段，S1、S4、S5闭合，定时积分阶段（T1），S3闭合，对IRx积分，定压积分阶段（T2）, S2闭合，对IRN积分。 null时间——数字转换 图3-4-2电路中各开关由计数器逻辑电路控制。在定时积分阶段（T1）计数器对计时脉冲（周期为Tc）计数，从0计数到满度值，即 。在定压积分阶段（T2），计数器从0开始对计时脉冲计数，当比较器输入电压又返回e3，比较器动作，计数器停止计数。此时的计数结果为故电阻量化单位是3.4.2 电感、电容－数字转换法3.4.2 电感、电容－数字转换法图3-4-3 同步分离法测量阻抗原理图一、阻抗电压变换器 图3-4-4 阻抗－电压变换器图3-4-4 阻抗－电压变换器电感——电压变换器 电容——电压变换器 null二、相敏检波器1、组成原理两输入信号同相 （或） 时，输出为 两输入信号正交（ ）时，输出为0设null2、输出电压三、A/D转换 实部A/D转换 Nr与rx（或Gx）成正比 虚部A/D转换 Nx与Lx（或cx）成正比