传感器与检测系统：电桥电路详解

"本讲主要探讨了电桥电路在传感器与检测系统中的应用，特别是不平衡电桥在传感器信号处理中的重要性。同时，提到了测控系统的基本组成，包括测量电路、控制电路和执行机构，以及信号的放大、隔离和变换等关键环节。此外，还深入讨论了信号调制与解调的概念、原因及其在测控系统中的重要性。" 在电桥电路中，惠斯登电桥是一种常见的测量电路，它可以将物理量如电阻、电容、电感的变化转换为电压或电流信号。电桥分为直流电桥和交流电桥，它们依据激励电源的类型来区分。工作方式上，电桥电路有平衡和不平衡两种，其中平衡电桥主要用于检测未知电阻，而传感器应用中更多的是不平衡电桥，因为这种电桥能够更有效地将非线性变化转换为可读的电信号。 测控系统的核心在于测量电路，它包括模拟式和数字式两种基本组成。模拟式测量电路处理非调制信号，如传感器产生的电压、电流和电阻变化。数字式测量电路则涉及模数转换和数模转换，用于将模拟信号数字化或反之。此外，信号的形式、量程、选择、处理和运算都是测控电路的重要功能，使其成为系统中最灵活的部分。 信号调制是测控电路中的关键技术，它通过改变载波信号的某些特性（如幅度、频率或相位）来编码测量信号。调制的目的在于提高信号的抗干扰能力，便于在噪声环境中分离和放大测量信号。解调则是从调制信号中恢复原始测量信号的过程。在传感器内部进行信号调制可以增强信号的稳定性和抗干扰性。 在测控系统中，常见的调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。脉冲调制，尤其是脉宽调制（PWM），也在实际应用中十分常见，因为它能有效利用带宽并降低功耗。这些调制方法的选择取决于系统的具体需求和环境条件。 电桥电路和信号处理技术在传感器与检测系统中扮演着至关重要的角色，它们确保了从物理世界获取的数据能够准确、可靠地转化为可供后续处理和分析的电信号。通过理解这些基本概念和技术，我们可以设计出更高效、更精确的测控系统。