【正文】 度快而下降速度慢的高精度采樣／保持電路 ,此時的 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 444 LF398的外引腳圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 445 LF398 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 多通道模擬信號輸入 1. 1） 單端 8 AD7501是單片集成的 CMOS 8選 1多路模擬開關(guān) ,每次只選中 8個輸入端的一路與公共端接通 ,選通通道是根據(jù)輸入地址編碼而得到的 。 所有數(shù)字量輸入均可用TTL或 CMOS電路 。 圖 446為 AD7501的外引腳圖和原理圖 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 446 AD7501 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) AD7501的主要參數(shù)有： (1) 導(dǎo)通電阻 Ron的典型值為 170（ 10 V≤VS≤10 V） ,導(dǎo)通電阻溫漂為 ％ ／ ℃ ,路間偏差為 4％ 。 (2) 輸入電容： 3 pF 。 (3) 開關(guān)時間： ton = μs , toff = μs。 (4) 極限電源電壓： UDD ＝ +17 V ,USS ＝ 17V 。 2） 單端 16 AD7506為單端 16選 1多路模擬開關(guān) ,圖 447AD7506的外引腳圖和原理圖 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 447 AD7506的外引腳圖和原理圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) (1) 導(dǎo)通電阻 Ron ＝ 300。 ％ ／℃ ,路間偏差為 4％ 。 (2) 開關(guān)時間： ton = μs , toff = μs。 (3) 極限電源電壓： UDD ＝＋ 17 V ,USS ＝ 17V。 3） 差動 4 AD7502是差動 4通道多路模擬開關(guān) ,其主要特性與AD7501的基本相同 ,但在同選通地址情況下有兩路同時選通 。 其外引腳和原理圖如圖 448所示 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 448 AD7502的外引腳圖和原理圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 2. 在許多機電一體化產(chǎn)品中 ,都需要用到多路模擬量輸入情況 ,此時可采用多路模擬開關(guān)來實現(xiàn) 。 圖 449為利用 AD7501組成的 8路模擬量輸入通道 。 對于 16路輸入情況 ,可使用兩片 AD7501組合而成 ,見圖 450。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 449 AD7501 8路輸入 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 450 兩片 AD7501組成 16路輸入 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 3. （ 1） 對于傳輸信號電平較低的場合 ,可選用低壓型多路模擬開關(guān) ,這時必須在電路中有嚴格的抗干擾措施 ,一般情況下選用常用的高壓型 。 （ 2） 對于要求傳輸精度高而信號變化慢的場合 ,如利用鉑電阻測量緩變溫度場 ,就可選用機械觸點式開關(guān) 。 但在輸入通道較多的場合 ,應(yīng)考慮其體積問題 。 （ 3） 在切換速度要求高 、 路數(shù)多的情況下 ,宜選用多路模擬開關(guān) 。 在選用時應(yīng)盡可能根據(jù)通道量選取單片模擬開關(guān)集成電路 ,因為在這種情況下每路特性參數(shù)可基本一致； 在使用多片組合時 ,也宜選用同一型號的芯片以盡可能使每個通道的特性一致 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) （ 4） 在選擇多路模擬開關(guān)的速度時 ,要考慮到其后A／ D 的速度 ,只需略大于它們的速度即可 ,不必一味追求高速 。 （ 5） 在使用高精度采樣 /保持 A／ D進行精密數(shù)據(jù)采集和測量時 ,需考慮模擬開關(guān)的傳輸精度問題 ,尤其需注意模擬開關(guān)漂移特性 。 因為如果性能穩(wěn)定 ,即使開關(guān)導(dǎo)通電阻較大 ,也可采取補償措施來消除影響；但如果阻值和漏電流等漂移很大 ,將會大大影響測量精度 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 在完成了非線性參數(shù)的線性化處理以后 ,要進行工程量轉(zhuǎn)換 ,即標(biāo)度變換 ,才能顯示或打印帶物理單位 (如℃ )的數(shù)值 ,其框圖如圖 451。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 451 數(shù)字量非線性校正框圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 下面介紹非線性軟件處理方法 。 用軟件進行 “ 線性化 ” 處理的方法有三種： 1. 2. 查表法 程序流程圖 ,如圖 452所示 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 452 順序查表法程序流程圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 3. 插值法 1） 設(shè)某傳感器的輸出特性曲線（例如電阻 — 溫度特性曲線）如圖 453所示。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 453 分段先行插值原理 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 設(shè) x在 （ xi, xi+1 ） 之間 , （ 436） 將上式進行化簡 , y=y i+ki(xx i) （ 437） y=yi0 +k ix（ 438） 其中 , yi0 =yik ixi為第 i段直線的斜率 。 式 （ 437） 是點斜式直線方程 ,而式 （ 438） 為截矩式直線方程 。 上兩式中 ,只要 n取得足夠大 ,即可獲得良好的精度 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 2） 下邊以點斜式直線方程 （ 437） 為例 ,講一下用計算機實現(xiàn)線性插值的方法 。 第一步 ,用實驗法測出傳感器的變化曲線 y=f（ x） 。 第二步 ,將上述曲線進行分段 ,選取各插值基點 。 第三步 ,確定并計算出各插值點的 xi、 yi值及兩相鄰插值點間的擬合直線的斜率 ki,并存放在存儲器中 。 第四步 ,計算 xxi。 第五步 ,找出 x所在的區(qū)域 （ xi, xi+1） ,并取出該段的斜率 ki。 第六步 ,計算 ki(xxi)。 第七步 ,計算結(jié)果 y=yi+ki（ x xi ） 。 程序框圖見圖 454。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 圖 454 先行插值計算程序流程圖 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 思考題 41 機電一體化系統(tǒng)中 ,需要測試的常見物理量有哪些 ？ 舉例說明 。 42 在家用電器中 ,有些傳感器是借助敏感元件來進行測試的 。 舉一個事例 ,并分析其檢測原理 （ 繪出原理框圖 ） 。 43 設(shè)計一套較完整的汽車油箱液位測試及顯示方案 , 要求有簡圖和文字說明 。 44 舉出機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用壓力傳感器的事例 。 第 4章 機電一體化檢測系統(tǒng) 45 機械加工裝置中應(yīng)用了大量的位移測試傳感器 ,分 46各類傳感器的信號輸出電壓差別較大 ,請簡述幾種傳感器的輸出電壓范圍 。 47為什么機電一體化系統(tǒng)中的測試過程往往要進行非線性補償 ？ 試分析非線性補償通常使用的幾種方法的原理 。 48傳感器信號處理過程有哪些環(huán)節(jié) ？ 各有什么作用 ？