傳感器技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講義(實(shí)驗(yàn)部分).docx

傳感器技術(shù)與測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講義（實(shí)驗(yàn)部分）編寫： 張軍香 王可東北京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院 宇航學(xué)院第1節(jié) 實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)的時(shí)頻域分析及處理（6學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解時(shí)域和頻域轉(zhuǎn)換的原理，掌握基本信號(hào)的時(shí)域和頻域分析方法；了解信號(hào)處理的原理，掌握數(shù)字濾波器及窗函數(shù)的原理及應(yīng)用；掌握信號(hào)采樣的原理及過(guò)程；學(xué)習(xí)Matlab軟件編程及進(jìn)行信號(hào)分析的方法；學(xué)習(xí)LabVIEW軟件的編程思想及編程方法；學(xué)習(xí)使用LabVIEW的相關(guān)功能進(jìn)行信號(hào)分析與處理的方法。學(xué)習(xí)使用LabVIEW操作數(shù)據(jù)采集卡的方法；了解動(dòng)態(tài)稱重的原理和特點(diǎn)；學(xué)習(xí)Labview中MATLAB腳本節(jié)點(diǎn)的使用方法；學(xué)習(xí)順序結(jié)構(gòu)的使用方法；學(xué)習(xí)Labview中打開(kāi)和引用文件的方法；學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)稱重?cái)?shù)據(jù)的處理方法。實(shí)驗(yàn)原理：1、信號(hào)的時(shí)頻域轉(zhuǎn)換方法通過(guò)Fourier級(jí)數(shù)展開(kāi)或變換，可將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)；反之，通過(guò)Fourier逆變換可以將頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)。通過(guò)時(shí)頻域轉(zhuǎn)換，不僅可以研究分析信號(hào)的時(shí)域特征（如持續(xù)時(shí)間、幅值等），還可以研究分析信號(hào)的頻域特征（如是否有周期性信號(hào)、頻率帶寬等），實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的全面認(rèn)識(shí)。按照時(shí)域信號(hào)的特點(diǎn)，可以應(yīng)用不同的方法將其轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，分別為：圖1-1 四種時(shí)頻域轉(zhuǎn)換方式這四種變換原理如下：（1） Fourier級(jí)數(shù)展開(kāi)級(jí)數(shù)展開(kāi)有兩種形式：三角級(jí)數(shù)和指數(shù)級(jí)數(shù)形式。其中前者為單邊譜或?qū)嶎l譜，后者為雙邊譜或復(fù)頻譜。三角函數(shù)形式的Fourier級(jí)數(shù)展開(kāi)： （1-1）其中： 指數(shù)函數(shù)形式的Fourier級(jí)數(shù)展開(kāi)：根據(jù)Euler公式，可以將式（1-1）轉(zhuǎn)化為指數(shù)形式： (1-2)（2） Fourier變換Fourier變換分正變換和逆變換，其中前者是將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)，后者將頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。正變換： （1-3）逆變換： （1-4）（3） 序列Fourier變換序列的Fourier變換也分正、逆變換。正變換： （1-5）逆變換： （1-6）（4） 離散Fourier變換有限長(zhǎng)序列的離散Fourier變換的正、逆變換如下：正變換： （1-7）逆變換： （1-8）其中：。2、抽樣過(guò)程及抽樣定理（1） 抽樣過(guò)程從時(shí)域看，抽樣過(guò)程就是通過(guò)等間隔或不等間隔地獲取原始信號(hào)的某些片斷，得到抽樣信號(hào)，通過(guò)對(duì)抽樣信號(hào)的處理和分析，獲取原始信號(hào)的特征信息。理想的抽樣過(guò)程是沖激抽樣，其過(guò)程如圖1-2所示。otx(t) o（a） （d）otT o（b） （e）otT o（c） （f）(a)時(shí)域原始信號(hào)；（b）沖激信號(hào)序列；（c）采樣后得到的信號(hào)（d）頻域原始信號(hào)；（e）頻域沖激序列；（f）頻域采樣后的信號(hào)圖1-2 沖激采樣過(guò)程原理示意圖在實(shí)際中，不可能以產(chǎn)生沖激采樣序列，一般都是矩形窗、Hamming窗、Hanning窗等，采用不同的采樣窗函數(shù)，得到的采樣效果是不同的，特別是旁瓣的大小。圖1-3是矩形窗采樣過(guò)程示意圖。otx(t) o（a） （d）otp(t)T o（b） （e）oxp(t)Tt o（c） （f）(a)時(shí)域原始信號(hào)；（b）矩形窗序列；（c）采樣后得到的信號(hào)（d）頻域原始信號(hào)；（e）頻域矩形窗；（f）頻域采樣后的信號(hào)圖1-3 矩形窗采樣過(guò)程原理示意圖（2） 抽樣定理抽樣定理主要是考慮如何不失真地對(duì)信號(hào)的抽樣，特別是考察待采樣信號(hào)的頻率與采樣頻率之間的關(guān)系，如圖1-4所示為二者之間不同關(guān)系時(shí)，采樣后的信號(hào)頻域示意圖。o（a）o （b）o （c）（a）時(shí)的抽樣效果；（b）時(shí)的抽樣效果；（c）時(shí)的抽樣效果圖1-4 不同采樣頻率時(shí)的采樣效果示意圖由圖1-4可知當(dāng)采樣頻率大于等于信號(hào)頻率的2倍時(shí)，采樣后的信號(hào)得到了忠實(shí)地保持，沒(méi)有產(chǎn)生采樣誤差；而采樣頻率小于信號(hào)頻率的2倍時(shí)，發(fā)生了混疊誤差，這樣就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)原信號(hào)的復(fù)原。采樣定理就是這樣得到的，定理如下：對(duì)一帶限信號(hào)，設(shè)為信號(hào)最高頻率，抽樣信號(hào)能無(wú)失真地恢復(fù)原信號(hào)的條件是，其中為采樣頻率。3、動(dòng)態(tài)稱重原理動(dòng)態(tài)稱重是物體在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中的稱重過(guò)程，如汽車在行進(jìn)過(guò)程中的稱重過(guò)程。具有速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)；還具有測(cè)量時(shí)間短，干擾因素多等特點(diǎn)。 此實(shí)驗(yàn)中，就是針對(duì)汽車動(dòng)態(tài)稱重中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。動(dòng)態(tài)稱重過(guò)程中的信號(hào)特點(diǎn)如圖1-5所示，信號(hào)處理過(guò)程中需選取合適的數(shù)據(jù)段。圖1-5 動(dòng)態(tài)稱重過(guò)程中的信號(hào)（1） 動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)模型采用二階彈簧-阻尼系統(tǒng)模型： （1-9）其z變換形式為： （1-10）其中：是與參數(shù)相關(guān)的數(shù)值。將式（1-9）寫成差分方程形式為： （1-11）其中u單位為階躍（或近似階躍）信號(hào)，當(dāng)k大于2時(shí)，u為常數(shù)，則差分方程變?yōu)椋?（1-12）由此，得到重量估值系統(tǒng)的終值為： （1-13）（2）RLS算法 遞推最小二乘算法（Recursive Least Squares，RLS）表達(dá)式為： （1-14）其中，為參數(shù)向量， 為回歸向量，為增益系數(shù)矩陣，為增益矩陣。重量為： （1-15）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）利用Matlab軟件進(jìn)行基本信號(hào)的時(shí)域和頻域分析； （2）利用Labview軟件進(jìn)行信號(hào)的分析及處理； （3）利用Labview軟件進(jìn)行信號(hào)的輸出及采樣； （4）利用Labview軟件完成動(dòng)態(tài)稱重的仿真。實(shí)驗(yàn)思考問(wèn)題：（1）信號(hào)的時(shí)頻域轉(zhuǎn)換的方法及其發(fā)展過(guò)程。（2）FFT變換中如何進(jìn)行參數(shù)的選擇，如何保證FFT變換的頻率分辨率？（3）LabVIEW軟件的編程思想及編程方法是什么？（4）為什么對(duì)信號(hào)加窗？加窗后對(duì)信號(hào)的影響是什么？（5）實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集需注意哪些問(wèn)題？（6）實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)態(tài)稱重的方法是什么？實(shí)驗(yàn)儀器：計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡PCI-9111DG、示波器DS5062CE、信號(hào)發(fā)生器DG1011。實(shí)驗(yàn)步驟：1、應(yīng)用Matlab軟件（1）產(chǎn)生不同的周期信號(hào)，包括正弦信號(hào)、方波信號(hào)、鋸齒波，在時(shí)域分析這些波形特征（幅值、頻率（周期）。（2）在Matlab中產(chǎn)生隨機(jī)噪聲、階躍信號(hào)（選作）、矩形脈沖（選作）。（3）對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行Fourier變換，從頻率域分析信號(hào)的特征，并說(shuō)明方波信號(hào)和鋸齒波信號(hào)的信號(hào)帶寬；（進(jìn)行傅里葉變換時(shí)注意采樣頻率）（4）產(chǎn)生復(fù)合信號(hào)：（注意：在此注意如何驗(yàn)證FFT變換參數(shù)的選擇，以及頻率分辨率問(wèn)題）由3個(gè)不同頻率、幅值的正弦信號(hào)疊加的信號(hào)，從圖形上判斷信號(hào)的特征；產(chǎn)生由正弦信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)疊加的混合信號(hào)，從圖形上判斷信號(hào)的特征； 產(chǎn)生由正弦信號(hào)和方波疊加的信號(hào)，從圖形上判斷信號(hào)的特征。（5）對(duì)（4）中的3種復(fù)合信號(hào)進(jìn)行FFT計(jì)算，從圖上判斷信號(hào)的特征。（6）應(yīng)用不同窗函數(shù)對(duì)（4）中的信號(hào)進(jìn)行采樣，其中包括矩形窗、Hamming窗、Hanning窗。比較不同窗函數(shù)采樣得到的結(jié)果。2、應(yīng)用Labview軟件設(shè)計(jì)任務(wù)及步驟 設(shè)置開(kāi)始和停止按鈕。 產(chǎn)生一個(gè)規(guī)則的信號(hào)（正弦、方波等類型可選，幅值、頻率等可設(shè)置）由圖形顯示控件顯示。 （1）計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生； （2）由數(shù)據(jù)采集卡輸出后再采集回來(lái)；（3）通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)發(fā)生器信號(hào)。 為規(guī)則信號(hào)疊加白噪聲（指功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲），成為待測(cè)信號(hào)，顯示此信號(hào)。 對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析處理： （1）進(jìn)行FFT變換，并顯示信號(hào)頻譜； （2）對(duì)待測(cè)信號(hào)加窗（矩形窗、漢明窗、漢寧窗等可選，可改變通頻帶范圍），顯示加窗后的信號(hào)； （3）選擇濾波器（低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、IIR濾波器、FIR濾波器等可選），顯示濾波后的信號(hào)； （4）對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行FFT變換，顯示信號(hào)頻譜。3、數(shù)據(jù)采集卡實(shí)驗(yàn)（1）以順序結(jié)構(gòu)連接數(shù)據(jù)采集卡的操作程序框圖；（2）產(chǎn)生某一信號(hào)（自選），通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡輸出，用示波器觀察輸出的波形是否與產(chǎn)生的波形一致；（3）將輸出的信號(hào)采集回來(lái)，或者采集信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)，并顯示。（4）結(jié)合“2 應(yīng)用Labview軟件”對(duì)采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行變換和處理。注：信號(hào)幅度不超過(guò)5V。4、動(dòng)態(tài)稱重仿真實(shí)驗(yàn)步驟：截取數(shù)據(jù)段、對(duì)數(shù)據(jù)濾波、模型參數(shù)辨識(shí)、求取重量（1）截取數(shù)據(jù)段：分別采用矩形窗、海明窗、海寧窗等截取數(shù)據(jù)段，分析不同窗口對(duì)信號(hào)的影響。（2）數(shù)據(jù)濾波：根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)選取濾波器。如濾波器形式為：其中，系數(shù)向量Matlab中對(duì)應(yīng)的函數(shù)為y(t)=filter(b,a,x)，參數(shù)x為原始信號(hào)數(shù)據(jù)，b為濾波器分子向量，a為濾波器分母向量，返回量y為濾波后的信號(hào)數(shù)據(jù)。（3）模型參數(shù)辨識(shí)采用RLS法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)的編程步驟：確定各向量及矩陣的維數(shù)，對(duì)各向量及矩陣初始化：參數(shù)向量，初始化為Thita=zeros3,size(x,1)。回歸向量，初始化為H=zeros3，size(x,1)。遺忘因子系數(shù)向量L(k)，初始化為L(zhǎng)=0,0,0。協(xié)方差矩陣P(k)，初始化為P=0.1*eye(3)。質(zhì)量M(k)，初始化為M=x。用循環(huán)語(yǔ)句對(duì)各向量矩陣進(jìn)行運(yùn)算h(k)=-x(k-1),-x(k-2),1T(k)= (k-1)+L(k)X(k)-hT(k) (k-1)L(k)=P(k-1)h(k)hT(k)P(k-1)h(k)+1-1P(k)=I-L(k)hT(k)P(k-1)得到最后的質(zhì)量值（4）用Matlab及Labview實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)稱重算法的過(guò)程用Labview從文件中讀取原始數(shù)據(jù)；用Labview實(shí)現(xiàn)窗函數(shù)，選取有效數(shù)據(jù)段；在Labview中調(diào)用Matlab腳本節(jié)點(diǎn)，用Matlab實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)濾波和模型辨識(shí)算法；得到質(zhì)量值并用Labview顯示。（5）參考界面如圖1-6所示(a) 前面板(b) 程序框圖之一圖1-6 動(dòng)態(tài)稱重示例實(shí)驗(yàn)報(bào)告：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟的要求針對(duì)各波形進(jìn)行相應(yīng)的分析。（2）綜述傅里葉變換的實(shí)際意義及應(yīng)用價(jià)值。（3）分析窗函數(shù)的作用及意義。（4）分析數(shù)據(jù)采集的過(guò)程和注意事項(xiàng)（5）分析動(dòng)態(tài)稱重的過(guò)程及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中解決的問(wèn)題。（6）實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)圖像都要有橫縱坐標(biāo)的物理量及單位，并且要有圖題。（7）寫出實(shí)驗(yàn)感受和建議。第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)二 傳感器原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（6學(xué)時(shí)）2.1 溫度傳感器測(cè)量原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解各種溫度傳感器（熱電偶、鉑熱電阻、PN結(jié)溫敏二極管、半導(dǎo)體熱敏電阻、集成溫度傳感器）的測(cè)溫原理； 掌握熱電偶的冷端補(bǔ)償原理； 掌握熱電偶的標(biāo)定過(guò)程； 了解各種溫度傳感器的性能特點(diǎn)并比較上述幾種傳感器的性能。實(shí)驗(yàn)原理：（1）熱電偶測(cè)溫原理熱電偶由兩根不同介質(zhì)的導(dǎo)體熔接而成，其形成的閉合回路叫做熱電回路，當(dāng)兩端處于不同溫度時(shí)回路中產(chǎn)生一定的電流，這表明電路中有電勢(shì)產(chǎn)生，此電勢(shì)即為熱電勢(shì)。實(shí)驗(yàn)中使用兩種熱電偶 ：鎳鉻鎳硅（K分度）、鎳鉻銅鎳（E分度）。圖2.1所示為熱電偶的工作原理，圖中： T為熱端，To為冷端，熱電勢(shì)為：圖2.1 熱電偶工作原理熱電偶冷端溫度不為0時(shí)（下式中的T1），需對(duì)所測(cè)熱電勢(shì)值進(jìn)行修正 ，修正公式為：E（T，To）=E(T,T1)+E(T1,T0) （2-1）即：實(shí)際電動(dòng)勢(shì) 測(cè)量所得電勢(shì) 溫度修正電勢(shì)對(duì)熱電偶進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，以K分度熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶來(lái)校準(zhǔn)E分度熱電偶。K分度熱電偶和E分度熱電偶的分度表見(jiàn)附表2。（2）鉑熱電阻鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系近似線性，當(dāng)溫度在0T650時(shí)， RT=R0（1+AT+BT2） 式中：RT鉑熱電阻T時(shí)的電阻值 R0鉑熱電阻在0時(shí)的電阻值 A系數(shù)（=3.9684710-31/） B系數(shù)（=-5.84710-71/2）將鉑熱電阻作為橋路中的一部分在溫度變化時(shí)電橋失衡便可測(cè)得相應(yīng)電路的輸出電壓變化值。（3）PN結(jié)溫敏二極管半導(dǎo)體PN結(jié)具有良好的溫度線性，PN結(jié)特性表達(dá)公式為：式中，為與PN結(jié)結(jié)構(gòu)相關(guān)的常數(shù)； k為波爾茲曼常數(shù)，k=1.3810-23 J/K； e為電子電荷量，e=1.60210-19C；T為被測(cè)物體的熱力學(xué)溫度（K）。當(dāng)一個(gè)PN結(jié)制成后，當(dāng)其正向電流保持不變時(shí)，PN結(jié)正向壓降隨溫度的變化近似于線性，大約以2mv/的斜率隨溫度下降，利用PN結(jié)的這一特性可以進(jìn)行溫度的測(cè)量。（4）熱敏電阻熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而急劇下降這一特性制成的熱敏元件，靈敏度高，可以測(cè)量小于0.01的溫差變化。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC和在某一特定溫度下電阻值發(fā)生突然變化的臨界溫度電阻器CTR。實(shí)驗(yàn)中使用NTC，熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系近似符合指數(shù)規(guī)律，為：式中，T為被測(cè)溫度（K），T=t+273.16； T0為參考溫度（K），T0=t0+273.16； Rt為溫度T時(shí)熱敏電阻的阻值； R0為溫度T0時(shí)熱敏電阻的阻值； B 為熱敏電阻的材料常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)獲得，一般為20006000 K。（5）集成溫度傳感器用集成工藝制成的雙端電流型溫度傳感器，在一定的溫度范圍內(nèi)按1A/K的恒定比值輸出與溫度成正比的電流，通過(guò)對(duì)電流的測(cè)量即可得知溫度值（K氏溫度），經(jīng)K氏-攝氏轉(zhuǎn)換電路直接得到攝氏溫度值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）使用K型熱電偶對(duì)E型熱電偶進(jìn)行標(biāo)定；（2）測(cè)量鉑熱電阻、PN結(jié)溫敏二極管、半導(dǎo)體熱敏電阻、集成溫度傳感器在一些溫度下的電壓，畫出電壓和溫度的關(guān)系曲線，分析各種溫度傳感器的特性。實(shí)驗(yàn)問(wèn)題思考：（1）熱電偶的標(biāo)定原理是什么？為什么使用K分度熱電偶標(biāo)定E分度熱電偶。（2）如何獲得式（2-1）中的熱電勢(shì)E(T,T1)和E(T1,T0)？（3）各種溫度傳感器的特點(diǎn)是什么？根據(jù)其原理特點(diǎn)分析其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)儀器：溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、熱電偶（K型、E型）、CSY2001B型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱主機(jī)）、溫控電加熱爐、連接電纜、萬(wàn)用表：VC9804A，附表筆及測(cè)溫探頭、萬(wàn)用表：VC9806，附表筆。實(shí)驗(yàn)步驟：注意：為提高效率，在標(biāo)定熱電偶的同時(shí)可將其他溫度傳感器按照說(shuō)明連好線，同時(shí)測(cè)量。（1）觀察熱電偶結(jié)構(gòu)（可旋開(kāi)熱電偶保護(hù)外套），了解溫控電加熱器工作原理（見(jiàn)附1）。（2）關(guān)閉主機(jī)“電源開(kāi)關(guān)”，將溫控電加熱爐電源插頭插入主機(jī)“220V加熱電源出”插座；熱電偶插入電加熱爐內(nèi)，K分度熱電偶為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，冷端接“測(cè)試”端，E分度熱電偶接“溫控”端，（注意熱電偶極性不能接反紅為正，藍(lán)為負(fù)，而且不能斷偶）；（3）連接主機(jī)的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源”至溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源插座（在后側(cè)板）。（4）將主機(jī)上的“熱電偶轉(zhuǎn)換”開(kāi)關(guān)扳向“溫控”端，調(diào)節(jié)“設(shè)定調(diào)節(jié)”旋鈕到最低；（5）關(guān)閉“應(yīng)變加熱”開(kāi)關(guān)，打開(kāi)主機(jī)“電源開(kāi)關(guān)”，將主機(jī)上“加熱爐”置“開(kāi)”；（6）“測(cè)量設(shè)定”開(kāi)關(guān)扳向“設(shè)定”，調(diào)節(jié)“設(shè)定調(diào)節(jié)”旋鈕，將溫度設(shè)定在40（注意，由于溫控爐超調(diào)較大，可以將設(shè)定值稍微調(diào)小些）；（7）“測(cè)量設(shè)定”開(kāi)關(guān)扳向“測(cè)量”；（8）溫控爐加熱時(shí)，“加熱”指示燈亮，溫控電加熱爐加熱；加熱爐到達(dá)設(shè)定溫度后，“加熱”指示燈滅，“關(guān)閉”指示燈亮，溫控爐在設(shè)定溫度保溫；（9）VC9806型萬(wàn)用表置200mv檔，當(dāng)“溫控加熱器”上方的數(shù)碼管顯示為設(shè)定溫度時(shí)，用VC9806型萬(wàn)用表分別測(cè)量K型和E型熱電偶的熱電勢(shì)。（10）用VC9804型萬(wàn)用表測(cè)量冷端溫度，即環(huán)境溫度。（將溫度探頭連接在萬(wàn)用表的“TEMP”插座，萬(wàn)用表置于“C”檔，注意溫度探頭的方向，將溫度探頭的“+”端插入萬(wàn)用表溫度測(cè)量的“+”端）。（11）按照步驟（6），分別將溫度設(shè)定在40、50、60、70、80、90、100，重復(fù)（7）（10）步，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，填寫下表。給定溫度/405060708090100冷端溫度K型溫度熱電勢(shì)/mv冷端補(bǔ)償電勢(shì)/mv測(cè)量溫度/E型溫度熱電勢(shì)/mv冷端補(bǔ)償電勢(shì)/mv誤差測(cè)量溫度/鉑熱電阻輸出電壓PN結(jié)溫敏二極管輸出電壓半導(dǎo)體熱敏電阻輸出電壓集成溫度傳感器輸出電壓實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 分析各種溫度傳感器的溫度測(cè)量原理； 分析測(cè)量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各種溫度傳感器的靈敏度、線性度； 通過(guò)實(shí)驗(yàn)及查找相關(guān)資料定性分析各種溫度傳感器的測(cè)溫范圍、精度、線性、重復(fù)性及靈敏度。2.2 電感式傳感器測(cè)量原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解電感式傳感器的基本組成及工作原理； 了解差動(dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證差動(dòng)變壓器的基本特性； 了解移相器的工作原理； 了解相敏檢波器的工作原理；實(shí)驗(yàn)原理：（1） 差動(dòng)變壓器 電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)或互感系數(shù)的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出的裝置。分為自感式傳感器、差動(dòng)變壓器式傳感器和電渦流傳感器三種類型。電感元件的基本特性方程為：式中，W為電感線圈的匝數(shù)；為空氣的導(dǎo)磁率；S為氣隙的截面積；為氣隙長(zhǎng)度；L為電感量。差動(dòng)變壓器是一種電感式傳感器。差動(dòng)變壓器由銜鐵、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈組成，初級(jí)線圈是差動(dòng)變壓器激勵(lì)，相當(dāng)于變壓器原邊；次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器副邊。差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的，其原理及輸出特性見(jiàn)圖2.2、圖2.3和圖2.4所示。 圖2.2 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu) 圖2.3 差動(dòng)變壓器的位移-輸出特性圖2.4 差動(dòng)變壓器原理差動(dòng)變壓器的輸出為調(diào)幅信號(hào)，反映了位移的大小和方向，只有經(jīng)過(guò)相應(yīng)電路才能提取出這兩個(gè)信息。如圖2.5所示，其中，（a）為調(diào)制信號(hào)（位移），（b）為載波信號(hào)，（c）為調(diào)幅信號(hào)。圖2.5 差動(dòng)變壓器的調(diào)幅信號(hào)（2）電橋及差動(dòng)放大電路由于銜鐵在中間位置時(shí)，次級(jí)輸出不為0，因此存在零點(diǎn)殘余電壓。零點(diǎn)殘余電壓的影響：造成差動(dòng)變壓器零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)；此電壓經(jīng)過(guò)放大器會(huì)使放大器未級(jí)趨向飽和，影響電路正常工作。零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償：從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱。選用補(bǔ)償電路。電橋及差動(dòng)放大電路如圖2.6所示。對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行放大的同時(shí)，還可進(jìn)行零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償。圖2.6 電橋及差動(dòng)放大電路 （3）相敏檢波器差分放大器的輸出信號(hào)是調(diào)幅波，不能夠直接反映出被測(cè)量的大小和方向，經(jīng)過(guò)相敏檢波器后，可反映出位移的大小和方向。相敏檢波電路如圖2.7所示：圖中為輸入信號(hào)端，為交流參考電壓輸入端，為檢波信號(hào)輸出端，為直流參考電壓輸入端。當(dāng)、端輸入控制電壓信號(hào)時(shí)，通過(guò)差動(dòng)電路的作用使D和J處于開(kāi)或關(guān)的狀態(tài)，從而把端輸入的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成全波整流信號(hào)。圖2.7 相敏檢波器電路（4）移相器相敏檢波器要求參考輸入與差動(dòng)變壓器的輸出頻率相同，則需要接入移相器。移相器電路示意如圖2.8所示。通過(guò)對(duì)電路的閉環(huán)增益的推導(dǎo)，可得此式為移相器輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的相移。調(diào)節(jié)W可改變相移。圖2.8 移相器示意圖（5）實(shí)驗(yàn)框圖差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)框圖如圖2.9所示。從圖中看到，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括差動(dòng)變壓器、電橋、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、信號(hào)源、電壓表，另外還包括示波器。圖2.9 實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）測(cè)試差動(dòng)變壓器的調(diào)幅信號(hào)；（2）差動(dòng)變壓器的標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)問(wèn)題思考：（1）調(diào)幅波在實(shí)驗(yàn)中是否能夠觀察到？（2）相敏檢波器的工作原理是什么？（3）移相器的作用是什么？實(shí)驗(yàn)儀器：電感式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K 實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路 示波器：DS5062CE 信號(hào)發(fā)生器：DG1011型 微機(jī)電源：WD990型，12V 萬(wàn)用表VC9806 電源連接電纜2根 螺旋測(cè)微儀實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)連接圖如圖2.9所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）差動(dòng)變壓器連接與測(cè)試（在電感式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上）如圖2.4所示差動(dòng)變壓器原理接線，初級(jí)線圈（綠色導(dǎo)線）接到“初級(jí)線圈插孔”；次級(jí)線圈（白色導(dǎo)線和藍(lán)色導(dǎo)線）分別連接“次級(jí)線圈”的“L01”和“L02”；信號(hào)發(fā)生器的輸出與示波器的1通道連接至初級(jí)線圈（注意：信號(hào)發(fā)生器的地和示波器的地相連，再連接至初級(jí)線圈的一端）；示波器的2通道連接至次級(jí)線圈；兩個(gè)次級(jí)線圈串接（其中的一根藍(lán)線和一根白線相連）。示波器1通道靈敏度調(diào)至500mv/格，2通道調(diào)至10mv/格。連接實(shí)驗(yàn)?zāi)K與電源，其中電纜的橙藍(lán)線為+12V，白藍(lán)線為-12V，隔離皮（金色）為地，切記勿接錯(cuò)！打開(kāi)微機(jī)電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)示波器電源開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)示波器可顯示兩路波形。按下信號(hào)發(fā)生器的“sine”按鈕，選擇正弦信號(hào)，設(shè)置信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)Vp-p值為2V；調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)頻率，觀察示波器2通道使波形不失真為好，信號(hào)頻率約10kHz。前后移動(dòng)改變變壓器磁芯在線圈中位置，觀察示波器第2通道所示波形能否過(guò)零翻轉(zhuǎn)，如不翻轉(zhuǎn)則改變次級(jí)兩個(gè)線圈的串接端序，使其為反向串接。思考示波器顯示波形與調(diào)幅波的關(guān)系。（2）電橋和差動(dòng)放大器的連接與測(cè)試連接見(jiàn)圖2.9。連接電感式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K和實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的地。電感式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上電橋中的電容C的右端連接至差動(dòng)變壓器二次線圈的另一個(gè)白色導(dǎo)線端，同時(shí)連接至實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的差動(dòng)放大器的Vi+端；電橋中的電阻R的左端連接至差動(dòng)變壓器二次線圈的另一個(gè)藍(lán)色導(dǎo)線端，同時(shí)連接至實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的差動(dòng)放大器的Vi-端；示波器2通道連接至差動(dòng)放大器輸出端Vout；觀察示波器的波形，調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微儀，使銜鐵在中間位置，即差動(dòng)放大器輸出電壓最?。ㄊ静ㄆ?通道的波形電壓最?。?；調(diào)節(jié)電感式實(shí)驗(yàn)?zāi)K的WD和WA，使示波器2通道的波形電壓最?。徽{(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的“差動(dòng)調(diào)零”，使通道2波形電壓為0V；（此旋鈕為零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償）；調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的“差動(dòng)增益”，使放大器處于合適的增益；旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀，觀察示波器的波形的變化，并記錄。（3）移相器、相敏檢波器、低通濾波器的連接與測(cè)試連接圖見(jiàn)圖2.9。連接差動(dòng)變壓器信號(hào)源端至實(shí)驗(yàn)?zāi)K公共電路的移相器的“IN”端，移相器的“Vout”端連至相敏檢波器的“2”；差動(dòng)放大器的“Vout”連至相敏檢波器的“1”；相敏檢波器的“3”連至低通濾波器的“IN”；低通濾波器的“Vout”接萬(wàn)用表，萬(wàn)用表置20V直流電壓檔；示波器2通道接至移相器的“Vout”端，旋轉(zhuǎn)“移相調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察示波器兩通道波形相位的變化，同時(shí)觀察萬(wàn)用表示數(shù)的變化，觀察萬(wàn)用表正最大值和負(fù)最大值時(shí)，兩波形的相位差。（4）差動(dòng)變壓器的標(biāo)定旋轉(zhuǎn)螺旋測(cè)微儀刻度為0，記錄萬(wàn)用表的電壓；螺旋測(cè)微儀刻度每增加1mm，記錄萬(wàn)用表的電壓，直到數(shù)據(jù)飽和為止；螺旋測(cè)微儀刻度每減少1mm，記錄萬(wàn)用表的電壓，直到螺旋測(cè)微儀刻度為0。在表2.3中記錄數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí)，注意初次級(jí)線圈波形相位的變化。表2.3 差動(dòng)變壓器測(cè)量數(shù)據(jù)（采用靜態(tài)標(biāo)定步驟進(jìn)行正反三次循環(huán)）位移/mm電壓/V位移/mm電壓/V位移/mm電壓/V根據(jù)表格所列結(jié)果，作出電壓-位移曲線，指出線性工作范圍，并進(jìn)行靜態(tài)指標(biāo)的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）說(shuō)明差動(dòng)變壓器位移測(cè)量的原理，分析差動(dòng)變壓器輸出信號(hào)的特點(diǎn)；（2）分析差分放大器功能；（3）分析移相器功能及相位差同差動(dòng)變壓器輸出電壓的關(guān)系；（4）分析相敏檢波器工作原理及功能；（5）分析測(cè)量數(shù)據(jù)，作出電壓-位移曲線，擬合出電壓-位移表達(dá)式；（6）計(jì)算出靜態(tài)指標(biāo)參數(shù)，繪制出滯回曲線。2.3 應(yīng)變傳感器測(cè)量原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式（2）掌握使用電橋電路對(duì)應(yīng)變片進(jìn)行信號(hào)調(diào)理的原理和方法（3）掌握使用應(yīng)變片設(shè)計(jì)電子秤的原理（4）掌握應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償?shù)脑砗头椒▽?shí)驗(yàn)原理：（1）應(yīng)變片測(cè)量原理應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面，測(cè)件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)測(cè)量電路，即可將電阻變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。（2）應(yīng)變電橋原理電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對(duì)變化率分別為R1/R1、R2/R2、R3/R3、R4/R4 ，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1= R2= R3= R4=R，則有。 （3）稱重原理本實(shí)驗(yàn)選用的是標(biāo)準(zhǔn)商用雙孔懸臂梁式稱重傳感器，靈敏度高，性能穩(wěn)定，四個(gè)特性相同的應(yīng)變片貼在如圖2.10所示位置，彈性體的結(jié)構(gòu)決定了R1和R3、R2 和R4的受力方向分別相同，因此將它們串接就形成差動(dòng)電橋（彈性體中間上下兩片為溫度補(bǔ)償片）。當(dāng)彈性體受力時(shí)，根據(jù)電橋的加減特性其輸出電壓為：圖2.10 雙孔懸臂梁稱重傳感器（4）溫補(bǔ)原理當(dāng)應(yīng)變片所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于其敏感柵本身的溫度系數(shù)，自身的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化，而貼應(yīng)變片的測(cè)試件與應(yīng)變片敏感柵的熱膨脹系數(shù)不同，也會(huì)引起附加形變，產(chǎn)生附加電阻。為避免溫度變化時(shí)引入的測(cè)量誤差，在實(shí)用的測(cè)試電路中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本實(shí)驗(yàn)中采用的是電橋補(bǔ)償法，如圖2.11所示。圖2.11 電橋補(bǔ)償法電路原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）測(cè)試應(yīng)變稱重電路的靜態(tài)指標(biāo)。（2）了解溫度變化對(duì)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的影響，學(xué)習(xí)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?。?shí)驗(yàn)問(wèn)題思考：（1）實(shí)驗(yàn)中溫度補(bǔ)償?shù)脑?。?）通過(guò)實(shí)驗(yàn)思考影響應(yīng)變片測(cè)量精度的因素。實(shí)驗(yàn)儀器：直流穩(wěn)壓電源（4V、12V），應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，雙孔懸臂梁稱重傳感器，稱重砝碼（20克/個(gè)），數(shù)字萬(wàn)用表（可測(cè)溫）。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）觀察稱重傳感器彈性體結(jié)構(gòu)及傳感器粘貼位置，將三芯電纜供電線一端與應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K相連，另一端與主機(jī)實(shí)驗(yàn)電源相連（2）將差動(dòng)放大器增益置于最大位置（順時(shí)針?lè)较蛐降祝?，差?dòng)放大器的“+”“-”輸入端接地。輸出端接電壓表200mV檔。開(kāi)啟主機(jī)電源，用調(diào)零電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線，調(diào)零后模塊上的“增益、調(diào)零”電位器均不應(yīng)再變動(dòng)。（3）按圖2.12將所需實(shí)驗(yàn)部件連接成測(cè)試橋路（全橋接法），圖中R1、R2、R3和R均為應(yīng)變計(jì)（可任選雙孔懸臂梁上的一個(gè)應(yīng)變片），圖中每?jī)蓚€(gè)節(jié)之間可理解為一根實(shí)驗(yàn)連接線，注意連接方式，勿使直流激勵(lì)電源短路。（4V采用主機(jī)電源上的+V0和-V0）。圖2.12 測(cè)試電橋連接電路（4）開(kāi)啟微機(jī)電源，調(diào)節(jié)電橋WD調(diào)零電位器使無(wú)負(fù)載時(shí)的稱重傳感器輸出為零。（5）逐一將砝碼放上傳感器稱重平臺(tái)（共9個(gè)砝碼），調(diào)節(jié)增益電位器，使VOUT端輸出電壓與所稱重量成一比例關(guān)系，記錄W（克）與V（mV）的對(duì)應(yīng)值，并將數(shù)據(jù)填入表中（按靜態(tài)標(biāo)定步驟進(jìn)行正反三次循環(huán)）。表 稱重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表1增加砝碼過(guò)程W/克020406080100120140160180V1/mV表 稱重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表2減少砝碼過(guò)程W/克180160140120100806040200V1/mV（6）做出V-W曲線。（7）用可測(cè)溫度的萬(wàn)用表測(cè)出環(huán)境溫度大小，并記錄。（8）開(kāi)啟“應(yīng)變加熱”電源，觀察電橋輸出電壓隨溫度升高而發(fā)生的變化，待加熱溫度達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值后（加熱器加熱溫度約高于環(huán)境溫度30），記錄VOUT端輸出電壓值，用可測(cè)溫度的萬(wàn)用表測(cè)出孔懸臂梁上的溫度，并求出大致的溫飄V/T，然后關(guān)閉加熱電源，待其冷卻。將該過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄在表中。表 應(yīng)變片溫度效應(yīng)數(shù)據(jù)記錄加熱前溫度穩(wěn)定后溫度/電壓/mV（9）將圖2.12中電阻R2換成一片與應(yīng)變片在同一應(yīng)變梁上的補(bǔ)償應(yīng)變片，重新調(diào)整系統(tǒng)輸出為零。（10）開(kāi)啟“應(yīng)變加熱”電源，觀察經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)碾姌蜉敵鲭妷旱淖兓闆r，按照表2的形式記錄數(shù)據(jù)，并求出溫漂，然后與未進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的電路進(jìn)行比較，用文字說(shuō)明比較的結(jié)果。注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查實(shí)驗(yàn)連接線是否完好，學(xué)會(huì)正確插拔連接線，這是順利完成實(shí)驗(yàn)的基本保證。（2）稱重傳感器的激勵(lì)電壓請(qǐng)勿隨意提高（即保證在4V）。（3）注意保護(hù)傳感器的引線及應(yīng)變片使之不受損傷。（4）在箔式應(yīng)變片接口中，從左至右6片箔式片分別是：第1、3工作片與第2、4工作片受力方向相反，第5、6片為上、下梁的溫度補(bǔ)償片，請(qǐng)注意應(yīng)變片接口上所示符號(hào)表示的相對(duì)位置。（5）“應(yīng)變加熱”源溫度是不可控制的，只能達(dá)到相對(duì)的熱平衡。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）用自己的語(yǔ)言敘述應(yīng)變片測(cè)量原理、應(yīng)變電橋原理、稱重原理及應(yīng)變片溫補(bǔ)原理。（2）列出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)，以及要求的曲線。（3）對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié).（4）計(jì)算傳感器靜態(tài)指標(biāo)，繪制出滯回曲線。第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)調(diào)理及信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娮臃Q的稱重原理；掌握測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定方法；掌握測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)特性的分析方法。掌握模擬濾波器的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程；掌握數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。了解測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)原理：（1）電子秤稱重原理實(shí)驗(yàn)中使用的電子秤，傳感器為高精度高阻值電阻應(yīng)變傳感器。電子稱原理框圖及電子稱結(jié)構(gòu)分別如圖3.1和圖3.2所示。電阻應(yīng)變傳感器安裝在懸臂梁上。懸臂梁與秤盤相連，當(dāng)秤盤上放上重物后，懸臂梁產(chǎn)生形變，電阻應(yīng)變傳感器產(chǎn)生應(yīng)變，將感受到的力或力矩的變化轉(zhuǎn)變成變化的模擬信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)放大調(diào)理電路，再經(jīng)采樣轉(zhuǎn)變成便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，由CPU運(yùn)算后，根據(jù)鍵盤指令及程序?qū)⒔Y(jié)果輸出到顯示器上。圖3.1 電子秤原理框圖圖3.2 電子秤結(jié)構(gòu)（2）濾波器設(shè)計(jì)根據(jù)有用信號(hào)和噪聲不同的特性，抑制不需要的噪聲和干擾，提取出有用信號(hào)的過(guò)程，稱為濾波。實(shí)現(xiàn)濾波功能的裝置為濾波器。從功能上濾波器可分為低通（LP）、高通（HP）、帶通（BP）、帶阻（BS）。濾波器的選取與設(shè)計(jì)步驟為： 根據(jù)信號(hào)特性，提出濾波器設(shè)計(jì)要求； 根據(jù)濾波器設(shè)計(jì)要求寫出濾波器傳遞函數(shù)； 對(duì)于模擬濾波器由傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)出實(shí)際電路，對(duì)于數(shù)字濾波器，則編寫對(duì)應(yīng)的程序算法。常用的低通濾波器為巴特沃思低通濾波器，其歸一化傳遞函數(shù)為：二階巴特沃思濾波器的傳遞函數(shù)可表示為：其中，歸一化系數(shù)B=1.414214，C=1.0000000；c為截止頻率，K=1為增益。一個(gè)二階巴特沃思低通濾波器電路原理圖如圖3.3所示。圖3.3 二階巴特沃斯低通濾波器電路圖通過(guò)推導(dǎo)可得其傳遞函數(shù)為：則有：根據(jù)c值即可選求各個(gè)器件的值。 器件選擇注意： （1）先選擇電容的值，使得可直接使用模擬機(jī)實(shí)驗(yàn)箱上的電容或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的串并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)箱可選電容：0.1uF、0.47uF、1uF、2.2uF、4.7uF、10uF。 （2）電容選擇經(jīng)驗(yàn)規(guī)律： （3）實(shí)驗(yàn)箱電阻：10k、100k、200k、510k、1M； 可變電阻：10k、100k、470k、2.2M。 提供的可變電阻：50k 模擬濾波器設(shè)計(jì)： 將信號(hào)發(fā)生器的噪聲信號(hào)疊加到表示電子稱輸出的信號(hào)上； 將疊加了噪聲的信號(hào)連接到數(shù)采卡的接口板上； 利用Labview軟件將信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中； 分析信號(hào)的頻譜，得到信號(hào)幅度譜； 根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)提出濾波器設(shè)計(jì)參