(2)31 电容式传感器

1、1 1 、调制解调的功用与类型(概念) （1）在检测系统中为什么要采用信号调制？）在检测系统中为什么要采用信号调制？ 在检测系统中，进入检测电路的除了传感器在检测系统中，进入检测电路的除了传感器 输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感 器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有 噪声的信号中分离出来是检测电路的一项重要任噪声的信号中分离出来是检测电路的一项重要任 务。为了务。为了便于区别信号与噪声便于区别信号与噪声，往往给测量信号，往往给测量信号 赋予一定特征，这就是调制的主要功用赋予一定特征，这就是调制的

2、主要功用。 2 （2）什么是信号调制？）什么是信号调制？ 调制调制就是用一个信号（称为就是用一个信号（称为调制信号调制信号）去控）去控 制另一个做为载体的信号（称为制另一个做为载体的信号（称为载波信号载波信号），让），让 后者（后者（载波信号载波信号）的某一特征参数按前者（）的某一特征参数按前者（调制调制 信号信号）变化。）变化。 （3）什么是解调？）什么是解调？ 在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放 大等处理后，还要从已经调制的信号中大等处理后，还要从已经调制的信号中提取提取反映反映 被测量值的测量信号，这一过程称为被测量值的测量信号，这一过程称为解调

3、解调。 3 调制解调电路的作用：调制解调电路的作用： 2021-8-64 5 2、调制的种类、调制的种类 6 a) a) 幅度调制幅度调制(AM)(AM) ( )*( )cos(2)tAtx tyf b) b) 频率调制频率调制(FM)(FM) 0 ( )cos()*2 ( )fy tAttx c) c) 相位调制相位调制(PM(PM) 0 ( )cos( )*2)y tAftx t 2021-8-67 （1）幅度调制）幅度调制 用被调制信号用被调制信号 去控制高频载波信号去控制高频载波信号 的幅值，得到调幅波的幅值，得到调幅波 设载波信号为： 调幅信号的一般表达式可写为： 调幅信号波形 如下

4、 ( )x t( ) c u t ( ) s u t ( )cos(2) c u tAft ( )( )cos(2) s u tx tfAt 8 先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号先将微弱的缓变信号加载到高频交流信号 中去，然后利用交流放大器进行放大，最后中去，然后利用交流放大器进行放大，最后 再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变再从放大器的输出信号中取出放大了的缓变 信号。信号。 例：交流电桥例：交流电桥 Vin V o R1 R3 R2 R4 max0 cos2UUf t max0 cos2UUf t 幅度调制实例 9 应变电阻的电阻变化量和被测外力引起的应变应变电阻的电阻变化量和被测

5、外力引起的应变 之间之间 的关系为：的关系为： 式中，式中，S：应变片的灵敏度系数；：应变片的灵敏度系数； R：应变片初始电阻值。：应变片初始电阻值。 所以有：所以有： 上式表明，载波信号上式表明，载波信号 经电桥调幅后，输出的信号经电桥调幅后，输出的信号 幅值为幅值为 ，即余弦载波信号的幅值被应变，即余弦载波信号的幅值被应变 所所 调制。而且随着调制信号调制。而且随着调制信号 正负半周的改变，调幅波的正负半周的改变，调幅波的 相位也随着改变：当调制信号相位也随着改变：当调制信号 为正时，调幅波与载波为正时，调幅波与载波 同相；当同相；当 为负时，调幅波与载波反相。为负时，调幅波与载波反相。 ( ) t ( ) R St R max 0.25( )SUt( ) t ( ) t ( ) t ( ) t 0max0 1 ( )cos2 4 USUtf t C0由变换器的基本尺寸决定的初始电容值由变换器的基本尺寸决定的初始电容值 d D H C ln 2