《传感器检测技术及仪表》第12章PPT

第12章数字式检测仪表12.1数字“表头”电路12.1.1数字显示器1、LED显示块结构与引脚一、LED数字显示器2、译码――将要显示的数字转换成相应的段选码(字形码)。每位显示器的译码电路组成：锁存器――锁存每位要显示数字的四位二进制代码或BCD码。译码器――只读存贮器，以这四位二进制代码作为地址读出对应的8位段选码。驱动器――驱动发光二极管发光。3、显示方式：二、LCD数字显示器1、液晶和液晶显示器——图12-1-22、LCD显示器的工作原理——图12-1-33、七段LCD显示电路——图12-1-4图12-1-47段LCD显示电路12.1.2A/D转换式仪表的“表头”电路一、A/D转换器――将直流电压转换成相应数码1、单极性A/D转换――输出数码为自然二进制码或十进制数码A/D转换器的量化电平:A/D转换器满量程输出数字：n位二进制A/D转换器3-1/2位十进制A/D转换器量化误差:2、双极性A/D转换――输出数码通常为偏移二进制码偏移二进制码:d1为符号位，d2～dn为数值位：二、A/D转换器与数字显示器的连接1、A/D转换器与LED数字显示器的连接1）可直接驱动LED静态显示器的集成双积分式A/D转换器，如ICL7107、ICL7117，与共阳极LED显示器直接相连，2）输出为BCD码动态扫描方式集成双积分式A/D转换器，如MC14433、ICL7135，通过BCD-7段译码/驱动器与LED显示器相连。2、A/D转换器与LCD数字显示器的连接1）可直接驱动LCD静态显示器的集成双积分式A/D转换器，如ICL7106、ICL7116、ICL7126，ICL7136，与共阳极LCD显示器直接相连，2）输出为BCD码动态扫描方式集成双积分式A/D转换器，如MC14433、ICL7135通过BCD-7段译码/驱动器与LCD显示器相连。12.1.3脉冲计数式仪表的“表头”电路一、脉冲计数的基本原理图12-1－6计数法的量化误差二、脉冲计数器与数字显示器的连接1、通过“锁存/译码/驱动器”连接2、计数显示器件――十进制计数器、锁存/译码/驱动器和LED显示器或LCD显示器组合在一起例如CL102几个这样的计数显示器件连接起来，就能实现多位十进制计数和显示。12.1.4条图显示式仪表的“表头”电路一、LM3914条图（点/条）显示驱动器图12-1-8酒精测试仪电路二、条图显示器应用实例——图12-1-8一、标度变换的条件二、实现标度变换的方法：1、调整放大增益K；（最常用）2、调整传感器灵敏度S(例如调整应变电桥的供桥电压)；3、调整A/D转换器基准电压E。12.2.1A/D转换式仪表的标度变换12.2数字式仪表的标度变换被测量X在数字仪表上的显示包括测量数字N和测量单位X1：标度变换――使数字转换电路输出的数字D直接等于测量数字N即12.2.2脉冲计数式仪表的标度变换一、频率计数式仪表的标度变换标度变换的条件二、时间计数式仪表的标度变换标度变换的条件实例——超声波数字测距仪标度变换的条件：三、累积计数式仪表的标度变换标度变换的条件12.3数字式仪表零位调整与量程切换12.3.1数字式仪表的零位调整实例：图12-3-1AD590数字温度计电路一、在A/D转换器之前的模拟电路中进行零位调整，调整方法与模拟式仪表相同二、在A/D转换器的输入端进行零位调整输入高端（INL）接前级模拟电路输出电压Ux输入低端（INL）通过调零电路提供一个偏移电压Ub实例：图12-3-1AD590数字温度计电路12.3.2数字式仪表的量程切换一、量程切换的目的——同时满足两个要求：1、不使数据溢出，即不“过量程”2、保持一定的读数精度，即不“欠量程”二、量程切换的依据――比较结果：1、模拟比较——图12-3-2设置一个窗口比较器，其窗口比较电平分别为若UX≥UH，即“过量程”，则应该切换到较大的量程；若UX≤UL，即“欠量程”，则应该切换到较小的量程。2、数字比较二进制A/D：高三位均为“1”是“过量程”高三位均为“0”是“欠量程”3、采用有“过量程”和“欠量程”指示信号的A/D转换器三、量程切换的方法：1、波段开关切换放大器的增益K（最常用）；2、用波段开关切换传感器灵敏度S(例如调整应变电桥的供桥电压）3、用波段开关切换A/D转换器基准电压E。12.4数字式仪表的非线性校正图12-4-1EPROM数字非线性校正电路框图一、在模数转换之前进行非线性校正――同模拟式电测仪表二、在模数转换之后进行非线性校正――采用EPROM12.5数字式检测仪表设计实例12.5.1数字式检测仪表的组成方案图12-5-1数字检测仪表的组成方案12.5.1数字检测仪表的组成方案图12－5－1一、测量数字产生的方式：1、数字电压表方式2、脉冲计数方式二、非电量转换方式1、使用模拟式传感器2、使用准数字式传感器3、使用变送器三、信号传输方式：1、电压传输，适合于就地显示被测量的数字式仪表，2、电流传输，适合于数字显示器需远离测量点的数字仪表3、频率传输，适合于数字显示器需远离测量点的数字仪表四、数字显示方式：1、LED数字显示2、LED数定显示3、条图显示12.5.2数字式转速测量仪的设计一、A/D转换式数字转速测量仪二、脉冲计数式数字转速测量仪组成框图12.5.3数字式扭矩测量仪的设计一、扭矩/相位差转换――采用磁电式扭矩传感器图9-4-3二、相位差的数字测量1、A/D转换式图12-5-42、脉冲计数式图12-5-5两个磁电式传感器产生两个频率相同相位差φx的正弦信号：1、A/D转换式相位差数字测量原理框图2、脉冲计数式相位差数字测量原理框图12.6.DT890D型数字万用表剖析12.6.1普通数字万用表的基本原理图12-6-1普通数字万用表的基本构成12.6.2DT890数字万用表电路剖析图12-6-27106型A/D转换式数字表头电路图12-6-3小数点及标志符电路