現(xiàn)代測試技術(shù)-檢測信號的線性化(已修改)
2025-05-12 05:15 本頁面
【正文】 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 現(xiàn)代測試技術(shù) 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 第三章、檢測信號的線性化 現(xiàn)代檢測技術(shù) 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 第一節(jié)、非線性特性的處理方法 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 檢測系統(tǒng)輸出輸入關(guān)系的非線性特性是影響測量精度的重要因素，采用線性化技術(shù)是提高測量系統(tǒng)精度不可或缺的技術(shù)手段。 ?線性的優(yōu)勢： 減小讀數(shù)誤差； 利于處理和分析測量結(jié)果； 便于檢測系統(tǒng)的制造、調(diào)校和使用。 ?非線性的產(chǎn)生： 檢測用傳感器輸出輸入特性的非線性； 其它元件的輸出輸入特性的非線性； 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 1. 指示儀表采用非線性刻度 ?只適用于模擬式指示儀表，不適用于數(shù)字式指示儀表； ?非線性刻度增加了估讀的難度，使得測量結(jié)果中讀數(shù)誤差變大； ?采用這種非線性刻度的表不符合現(xiàn)代化生產(chǎn)對高精度測量結(jié)果的要求； 例如：采用歐姆定理在被測電阻兩端施加恒定電壓，通過測量流過它的電流來確定其阻值的大小時(shí)，輸出輸入關(guān)系是非線性的。 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 2. 提高輸出輸入關(guān)系的線性度 ?尋找具有較高線性度的輸出輸入關(guān)系的傳感器； ?研究測量原理，改進(jìn)測量方法，改善輸出輸入特性的非線性。 3. 減小測量范圍 線性范圍與精度的關(guān)系 在 0～ x1之間近似為線性關(guān)系時(shí)，最大誤差為 δ 1；在 0~x2之間近似時(shí)， 最大誤差為δ 2。 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 3. 減小測量范圍 ?測量范圍減小的程度與近似特性曲線的選取方法有關(guān) 如圖所示，在工作點(diǎn)位置相同、測量精度相同的條件下， 采用直線①作為近似特性曲線時(shí)不如采用直線②時(shí)測量范圍寬。 近似特性曲線的選取 (a) 最大正負(fù)誤差不相等； (b) 最大正負(fù)誤差相等 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 例： 反射強(qiáng)度調(diào)制型光纖位移傳感器原理 從特性曲線可以看出， AB段的測量范圍窄但靈敏度大， CD段的測量范圍寬但靈敏度小?？筛鶕?jù)需要將工作點(diǎn)選在 M1或M2。 光纖位移傳感器輸出輸入特性 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 4. 利用多傳感器進(jìn)行非線性補(bǔ)償 應(yīng)變片上下對稱安裝 不同橋路連接 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 5. 利用非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償 ?增加非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié) (或稱為線性化器 )， 改善整體非線性 。 ?線性化器既可用硬件實(shí)現(xiàn)，也可用軟件實(shí)現(xiàn)。 早期使用的線性化器，如凸輪機(jī)構(gòu)、非線性電位器等。這些裝置因笨重、可靠性低和補(bǔ)償精度低，都已被淘汰。 隨著線性集成電路的出現(xiàn)、發(fā)展和成熟，在測量電路中利用線性集成電路構(gòu)成的線性化器獲得了廣泛應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用軟件對測量裝置的非線性進(jìn)行補(bǔ)償與修正，因成本低、效果好，也越來越多地受到了重視。 中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院 關(guān)鍵問題： ?根據(jù)其他環(huán)節(jié)的已知特性，求得所需的線性化器的輸出輸入特性。 解析法，當(dāng)知道其他環(huán)節(jié)輸出輸入關(guān)系的解析表達(dá)式時(shí)； 圖解法，當(dāng)某些環(huán)節(jié)的非線性特性用解析表達(dá)式表示比較困難時(shí)； ?線性化器的實(shí)現(xiàn)。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1