神經(jīng)電極與神經(jīng)刺激系統(tǒng)

2025/2/8

測(cè)控電路《測(cè)控電路》教材編寫組2025/2/8

課前須知教材：1、測(cè)控電路第四版或第五版，張國(guó)雄、李醒飛 2、測(cè)控電路李剛、林凌視頻：精品課/成績(jī)： 1、出勤率、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、討論：50% 2、考試：50%2025/2/8第1章緒論測(cè)控電路的功用對(duì)測(cè)控電路的主要要求

測(cè)控電路的類型與組成

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法

測(cè)控電路的輸入輸出信號(hào)

測(cè)控電路的發(fā)展趨勢(shì)1.1測(cè)控電路的功用生產(chǎn)過程：質(zhì)量、效率。科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)：信息時(shí)代、信息技術(shù)：信息獲取、處理、傳輸、存儲(chǔ)、執(zhí)行（控制）。測(cè)量是信息的源頭，最后落實(shí)到控制。高新領(lǐng)域：航空、航天、航海、無人機(jī)、機(jī)器人、電動(dòng)汽車。日常生活：攝影、體育、音樂。門德列耶夫說過：科學(xué)是從測(cè)量開始的，沒有測(cè)量就沒有科學(xué)，至少?zèng)]有真正的、精確的科學(xué)。2025/2/81.1測(cè)控電路的功用測(cè)控系統(tǒng)的組成測(cè)控電路在整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)中起著什么樣的作用？電路是最靈活的，便于放大、傳輸、轉(zhuǎn)換、選取所需信號(hào)、適應(yīng)不同測(cè)控任務(wù)要求。

測(cè)量控制電路傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)1.1測(cè)控電路的功用

測(cè)量控制電路傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)原始信號(hào)微弱：高保真放大帶有噪聲、外界干擾：調(diào)制解調(diào)（給信號(hào)賦予一定特征）、共模抑制、濾波復(fù)雜參數(shù)、分析：計(jì)算變換電路。電路是“一傳”和“二傳”手，還有“攔網(wǎng)”作用，是測(cè)控系統(tǒng)中最靈活部分。2025/2/81.2

對(duì)測(cè)控電路的主要要求一、精度高二、響應(yīng)快三、轉(zhuǎn)換靈活四、可靠性與經(jīng)濟(jì)性五、成本要掌握設(shè)計(jì)、選用電路的要領(lǐng)，必須了解對(duì)測(cè)控電路的要求（一）精度高（精密度和準(zhǔn)確度）離開精度，測(cè)控就失去意義生產(chǎn)、科研、國(guó)防、高科技都離不開精度產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于測(cè)控精度儀器儀表的測(cè)控精度決定了武器系統(tǒng)的打擊精度1.2

對(duì)測(cè)控電路的主要要求精度----測(cè)控永恒主題長(zhǎng)度：納米（單一尺寸到坐標(biāo)測(cè)量，分子測(cè)量機(jī)-亞原子測(cè)量機(jī)）時(shí)間：飛秒10-15引力波對(duì)光速影響10-17光鐘10-19（3000億年差1秒）單個(gè)電子電量（1.59×10-19C）高精度2025/2/8高精度影響測(cè)控電路精度的主要因素有哪些？其中那幾個(gè)因素是最基本的？1、噪聲與干擾★2、失調(diào)與漂移，主要是溫漂★3、線性度與保真度4、輸入與輸出阻抗的影響高精度課程內(nèi)容首先圍繞精度來講放大器：低漂、自動(dòng)穩(wěn)零、高共模抑制比、高輸入阻抗、非線性補(bǔ)償信號(hào)的調(diào)制解調(diào)濾波運(yùn)算處理，選取有效成分抗干擾技術(shù)1.2對(duì)測(cè)控電路的主要要求（二）響應(yīng)快生產(chǎn)節(jié)奏加快科學(xué)研究要了解快速變化過程高技術(shù)與國(guó)防的要求儀器儀表的測(cè)試速度、診斷能力與控制快速性決定了武器系統(tǒng)的反應(yīng)能力落后就要挨打，慢了就要挨打硬件電路總的來說比軟件有更高的反應(yīng)速度?？焖夙憫?yīng)是衡量電路性能的重要指標(biāo)（低輸出阻抗、轉(zhuǎn)換速度、同步采樣等）。PID控制、前饋與反饋。響應(yīng)快2025/2/81.2對(duì)測(cè)控電路的主要要求為什么說測(cè)控電路是測(cè)控系統(tǒng)中最靈活的環(huán)節(jié)，它體現(xiàn)在哪些方面？1、模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換2、信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換3、量程的變換4、信號(hào)的選取5、信號(hào)處理與運(yùn)算（三）轉(zhuǎn)換靈活轉(zhuǎn)換靈活對(duì)于靈活性的需求參數(shù)類型更多參數(shù)定義更加復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，天上、地下、水中、人體內(nèi)1.2對(duì)測(cè)控電路的主要要求測(cè)量范圍更寬尺寸----原子核到宇宙空間電壓----納伏到百萬伏電阻----超導(dǎo)至1014歐加速度----10-4~104g溫度----接近絕對(duì)零度到1018度（四）可靠性Reliability與經(jīng)濟(jì)性Economy測(cè)控電路越來越多地實(shí)時(shí)地用在各種系統(tǒng)中；測(cè)控電路越來越多地國(guó)防和高科技中；測(cè)控電路越來越多地用在醫(yī)療和其它與生命有關(guān)的系統(tǒng)中；電路的集成度越來越大。1.2對(duì)測(cè)控電路的主要要求應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，天上、地下、水中、人體內(nèi)條件更加惡劣高溫、高速、高濕、高塵、振動(dòng)、密閉、遙測(cè)、高壓、高電壓、深水、強(qiáng)場(chǎng)、易爆可靠性2025/2/81.3

測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)1、模擬式信號(hào)

(1)

非調(diào)制信號(hào)

非調(diào)制模擬信號(hào)被測(cè)量測(cè)量信號(hào)0x

t電路的形式、結(jié)構(gòu)首先與信號(hào)形式與使用要求有關(guān)送到電路的信號(hào)與被測(cè)量具有近似線性關(guān)系2025/2/81.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)用電感傳感器測(cè)量工件輪廓形狀usucx線圈測(cè)桿工件銜鐵

調(diào)幅信號(hào)c)ustuctb)a)OxtxOxO（2）

經(jīng)調(diào)制信號(hào)a)調(diào)制信號(hào)b)載波信號(hào)1.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)2、數(shù)字式信號(hào)（1）增量碼信號(hào)（2）絕對(duì)碼信號(hào)（3）開關(guān)信號(hào)1.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)2、數(shù)字式信號(hào)（1）增量碼信號(hào)工作臺(tái)5每移動(dòng)半個(gè)波長(zhǎng)，干涉條紋變化一個(gè)周期，輸出反應(yīng)變化量1：激光器2：分光鏡3：參考反射鏡5：工作臺(tái)4：靶標(biāo)反射鏡6：光電元件圖

邁克爾遜激光干涉儀光路1.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)2、數(shù)字式信號(hào)（1）增量碼信號(hào)，不具有記憶功能特點(diǎn)：被測(cè)量的增量與傳感器輸出信號(hào)的變化周期數(shù)成正比。問題：信號(hào)一旦中斷，就無法判斷物體的狀態(tài)。2025/2/8簡(jiǎn)述1.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)2、數(shù)字式信號(hào)（2）絕對(duì)碼信號(hào)

1111000000010010001101000101011001111000111011001101101110101001具有記憶功能輸出與狀態(tài)一一對(duì)應(yīng)1.3測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)2、數(shù)字式信號(hào)（3）開關(guān)信號(hào)輸出只有開關(guān)、通斷、亮暗、01兩種狀態(tài)2025/2/81.4測(cè)控電路的類型與組成一、測(cè)量電路的基本組成

模擬式測(cè)量電路的基本組成

數(shù)字式測(cè)量電路的基本組成二、控制電路的基本組成

開環(huán)控制

閉環(huán)控制2025/2/8模擬式測(cè)量電路

模擬式測(cè)量電路的基本組成電路傳感器量程切換電路放大器解調(diào)器信號(hào)分離電路運(yùn)算電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路計(jì)算機(jī)顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)振蕩器電源2025/2/8數(shù)字式測(cè)量電路指令傳感器電路傳感器顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)鎖存器計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換電路脈沖當(dāng)量放大器整形電路細(xì)分電路手動(dòng)采樣鎖存指令辨向電路增量碼數(shù)字式測(cè)量電路的基本組成2025/2/8開環(huán)控制系統(tǒng)及其改進(jìn)測(cè)量電路開環(huán)控制電路

擾動(dòng)量傳感器放大電路輸出轉(zhuǎn)換電路設(shè)定電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)給定機(jī)構(gòu)被控對(duì)象開環(huán)控制電路是與控制對(duì)象只存在單向作用而沒有反饋聯(lián)系的控制電路2025/2/8閉環(huán)控制系統(tǒng)

設(shè)定電路比較電路校正電路轉(zhuǎn)換電路給定機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象輸出傳感器擾動(dòng)放大電路控制電路閉環(huán)控制電路是指與控制對(duì)象存在反饋聯(lián)系的控制電路2025/2/81.5

測(cè)控電路的發(fā)展趨勢(shì)

優(yōu)質(zhì)化(精、快、可靠）集成化、微型化測(cè)控一體化數(shù)字化通用化、模塊化自動(dòng)化、智能化、學(xué)習(xí)化2025/2/81.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法掌握基礎(chǔ),注重實(shí)踐三、怎么學(xué)？課堂講授實(shí)驗(yàn)討論在現(xiàn)代生產(chǎn)中，物質(zhì)流和能量流在信息流指揮和控制下運(yùn)動(dòng)。測(cè)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)和高科技中的一項(xiàng)必不可少的基礎(chǔ)技術(shù)。為適應(yīng)這一發(fā)展需要，培養(yǎng)寬基礎(chǔ)、具有創(chuàng)造性的人才，將整個(gè)儀器儀表類專業(yè)集中為“測(cè)控技術(shù)及儀器”一個(gè)專業(yè)，《測(cè)控電路》是它的一門重要課程。1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法寬基礎(chǔ)

重點(diǎn)放在基本功能塊創(chuàng)造性

怎樣運(yùn)用電路解決工程技術(shù)問題1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法主要介紹工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中常用的測(cè)量與控制電路的各種功能塊和總體連接，使學(xué)生熟悉怎樣運(yùn)用電子技術(shù)來解決測(cè)量與控制中的任務(wù)。它不是一般意義上電子技術(shù)課的深化與提高，而要著重講清，如何在電子技術(shù)與測(cè)量、控制間架起一座橋梁，實(shí)現(xiàn)二者之間的溝通，學(xué)會(huì)如何在測(cè)量和控制中運(yùn)用電子技術(shù)，并與光、機(jī)、計(jì)算機(jī)緊密配合，實(shí)現(xiàn)測(cè)控的總體思想，圍繞精、快、靈、可靠和測(cè)控任務(wù)的其它要求來選用電路、設(shè)計(jì)電路。1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法一、橋梁（工程與電路之間）工程問題如何用電路解決？高共模抑制比（差模增益與共模增益之比）1.多數(shù)干擾是共模干擾；2.許多測(cè)控任務(wù)需要的就是差值、變化量如形狀誤差溫度變化、梯度跟蹤誤差（實(shí)際值與理想值之差）1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法濾波測(cè)量信號(hào)表面輪廓形狀誤差（準(zhǔn)直流）波度（低頻）表面粗糙度（中頻）噪聲（高頻）不同類型的誤差對(duì)功能有不同影響不同類型的誤差有不同形成根源濾波技術(shù)還常用于機(jī)器故障診斷1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法二、從信息流總體來分析電路光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)怎樣配合、合理分配任務(wù)要求。調(diào)制、放大放在哪里？計(jì)算、分析、數(shù)據(jù)處理由什么來完成？我們的任務(wù)是培養(yǎng)有創(chuàng)造性的測(cè)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師，而不是電路工程師。三、精、快、靈、可靠、成本低精、快、靈、可靠是設(shè)計(jì)與選用電路的基礎(chǔ)，是指導(dǎo)思想。在選用基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)電路。將基礎(chǔ)科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)與其它領(lǐng)域中的技術(shù)成果用來解決我們的問題，這就是工程師的創(chuàng)新。當(dāng)然不排除原始創(chuàng)新。1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法1.6

課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法各種電子器件的工作原理和構(gòu)成，在模擬和數(shù)字電子技術(shù)中講述，本課程注重它們的