阻抗电阻、电容、电感的测量未完成

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,3,章 阻抗,(,电阻、电容、电感,),的测量,电子信息学院,杨 友 平,10/6/2024,1,3.1,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。,10/6/2024,2,3.1.2,平衡电桥法,图,3-1-2,平衡电桥法测电阻,一、测电阻,10/6/2024,3,图,3-1-3,测电容电桥,二、测电容,10/6/2024,4,图,3-1-4,测电感的电桥,三、测电感,10/6/2024,5,3.1.3,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,10/6/2024,6,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,10/6/2024,7,图,3-1-6,两种交流电桥,二、交流不平衡电桥,Z1=R1,、,Z2=R2,时,Z1=jL1,、,Z2=jL2,时,Z1,jC1,，,Z2,1/jC2,时,图,R1=R2,时,10/6/2024,8,图,3-1-7,有源电桥,三、有源电桥 图,3-1-7,（,b,）,（,a,）,（,c,）（,d,）,10/6/2024,9,3.2,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,）,10/6/2024,10,图,3-2-2,自举式,R-U,转换器,10/6/2024,11,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。,10/6/2024,12,图,3-2-4,反馈电阻式,R-U,转换器,10/6/2024,13,3.2.2,比例运算法,图,3-2-5,比例运算法测量电路,（,a,）,（,b,）,（,c,）,10/6/2024,14,3.2.3,差动脉冲调宽法,图,3-2-6,差动脉冲调宽电路,10/6/2024,15,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,10/6/2024,16,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=R2,10/6/2024,17,3.3,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）,10/6/2024,18,图,3-3-2,差频电路,二差频电路,10/6/2024,19,3.3.2,积分法,图,3-3-3,电阻频率转换器,10/6/2024,20,的变化量,T,1,期间,正,负,T,2,期间,负,正,（,a,）,（,b,）,10/6/2024,21,3.4,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,10/6/2024,22,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,10/6/2024,23,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。,10/6/2024,24,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,10/6/2024,25,3.4.2,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,10/6/2024,26,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,10/6/2024,27,二、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,10/6/2024,28,2,、输出电压,测电感时,测电容时,相敏检波器,I,输出电压,相敏检波器,II,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,10/6/2024,29,