信号检测与处理.ppt

信号检测与处理 主讲教师 章雪挺 电子信息工程专业教学进程计划表 信息处理技术及应用随机信号原理数字信号处理信息论与编码通信原理语音信号处理信号检测与处理 集成电路设计及应用集成电路设计基础数字集成电路设计模拟集成电路设计射频集成电路设计嵌入式系统原理和应用 电子信息系统集成电力电子技术传感器原理与应用电子设计 甲 嵌入式系统原理及应用总线技术及应用电子测量 信号与信息处理的概念理解 信号处理 信号处理 信息处理 原始信号 有效信号 有效信息 课程大纲 调理与转换 传感与检测 信号处理与抗干扰 参数特性 信号调理电路 信号分析与处理 输入输出通道 传感与检测 误差分析 第1 4章 6课时 第5 6章 8课时 第7 8章 8课时 抗干扰技术 锁定放大与取样积分 2课时 虚拟仪表与现场总线 2课时 习题课 4课时 讨论课 2课时 教学形式 教学形式 课堂课件 课后作业 课程论文 期终考试 第1章绪论 第1章绪论 检测技术的作用 检测系统的组成 检测系统的分类 检测系统的发展历程与趋势 1 2 3 4 1 1检测技术的作用 测量技术 控制技术 计算处理 通信技术 传感信号 实体 驱动信号 另一实体 应用在科学研究领域 计算机技术 测量技术 通信技术 信息的获取 信息的加工 信息的转移 应用在工业生产环节 性能测试 生产制造 分析设计 工业制造流程 应用在大型装备研发 1 2检测系统的组成 传感器 信号调理 信号处理 被测对象 信号记录 信号显示 输入设备 1 3检测系统的分类 按被测量分类温度压力位移速度成分按检测转换技术分类应变式电容式电感式压电式磁电式光电式超声波检测微波检测电化学检测按检测系统结构分类开环系统闭环系统按仪表性质分类实验室用工业用 1 4检测系统的发展历程与趋势 网络化检测 虚拟仪表 自动采集与测试 人工读表 综合化智能化系统化标准化虚拟化网络化 第2章检测系统基本特性 概述 静态特性参数的定义 静态特性参数的标定 动态特性参数的定义与测定 1 2 3 4 动态特性参数的误差修正 5 2 1概述 h t y t x t 标定 给出标准的x t 读出相应的y t 定下h t 自检 h t 一定 给出标准的x t 读出y t 测量 h t 一定 读出y t 推断x t 2 1概述 h t y t x t 静态特性 x x0 y y0 y x a0 a1x a2x2 anxn动态特性 x x t y y t anyn t an 1yn 1 t a1y t a0y t bmxm t bm 1xm 1 t b1x t b0 x t 2 2静态特性参数的定义 基本特性量程灵敏度分辨率误差特性准确度 精度 线性度重复性迟滞性漂移 2 2静态特性参数的定义 量程 Scale 固定量程量程可调 手动 自动 分级可调动态可调 2 2静态特性参数的定义 灵敏度 Sensitivity S y x绝对灵敏度S y y xS y x x相对灵敏度S y y x x 2 2静态特性参数的定义 分辨率 分辨力 Resolution x最小分辨率 力 直接表示k xmax YFS最小分辨率 力 百分比表示 2 2静态特性参数的定义 例题如果某冲力锤的灵敏度为0 2mV N 量程为0 500N 检测系统方案 先通过放大电路将传感信号的满量程放大到5V 再用12位AD转成数字信号 试问要求放大倍数为多少 最小分辨率可达到多少 2 2静态特性参数的定义 例题如果某冲力锤的灵敏度为2mV N 量程为0 500N 要求检测系统最小分辨率做到1mN 方案 如果要求只能用16位AD AD的最高输入电平5V 则如何分割量程 2 2静态特性参数的定义 精度 Accuracy Accuracy x xRAccuracy x xScale 按照国家计量标准或高一级的仪器进行校准 2 2静态特性参数的定义 L LMAX yFS 线性度 Linearity 2 2静态特性参数的定义 求正 反行程单个测试点的标准偏差 jD jI求所有点 jD jI的标准偏差 R K n R R yFS 重复性 Repeatability 2 2静态特性参数的定义 重复性 Repeatability 求正 反行程单个测试点的标准偏差 jD jI求所有点 jD jI的标准偏差 R K n R R yFS 2 2静态特性参数的定义 迟滞性 Hysterisis 单次行程中的最大偏差 Hi MAX每个最大偏差值中的最大值 HMAX H HMAX yFS 2 2静态特性参数的定义 漂移 Offset y x x x0 单位 C 2 3静态特性参数的标定 h yi xi 标定 给出标准的xi 读出相应的yi 定下h y x 测试点 给出标准的xi 读出相应的yi 建立数据表格 拟合 根据数据表格 拟合出最佳工作特性曲线 2 3静态特性参数的标定 拟合 根据数据表格 拟合出最佳工作特性曲线 拟合方法 端点直线端点平移线最小二乘法多项式拟合 2 3静态特性参数的标定 最小二乘法 拟合得到y x 2 4动态特性参数的定义与测定 动态系统的数学模型微分方程传递函数频响函数典型动态系统特性零阶系统一阶系统二阶系统动态系统测试条件 2 4动态特性参数的定义与测定 动态系统的数学模型 微分方程 2 4动态特性参数的定义与测定 动态系统的数学模型 传递函数 2 4动态特性参数的定义与测定 动态系统的数学模型 频响函数 2 4动态特性参数的定义与测定 典型动态系统特性 零阶系统 慢变系统静态系统 2 4动态特性参数的定义与测定 典型动态系统特性 一阶系统 2