机电一体化系统检测信号的处理方法

模拟信号处理
(1)运算放大

图a是一个电压并联负反馈电路，可知：即同相端和反相端近似短路，但而不等于0，而 接地，故称反相输入端“虚地”虚地的存在时反相放大器闭环工作的重要特征。反相放大器的增益为
注意问题：反相放大器的输入电阻和输出电阻均减小
图b为同相放大器电路，其同相端和反相端输入电压近似相等，即引入共模电压，这是同相放大器闭环工作的重要特征。实际上真正的输入电压为所加电压与反馈电压之差。
同相放大器的增益为

从上式可知同相放大器的放大倍数大于1，至少等于1。
注意问题：同相放大器引入共模电压，因此需用高共模抑制比的运算放大器才能保证精度。其输入电阻增加，输出电阻减小

图c加法电路。 加法器的功能是对若干输入信号求和。图中是对三个输入量求和的加法电路。该电路在反相端对输入电流求和，由理想模型概念有
由于

图d减法电路。同相端的电压为

反相端的电压与同相端电压相等，即


图a是积分电路。其能够对输入信号实现积分运算。由电路理想模型知，因为 ，流过R的电流和流过C的电流相等，即 ,所以

图b是微分电路。微分电路能够对输入信号实现微分运算。输入信号经电容加到反馈输入端，根据理想模型，有

二、数字信号处理
1、数字信号处理的步骤

2 数字量传感器性能指标
(1)分辨率(Q)——改变一个测量计数所对应的被测量的变化值。

Q越小，说明数字量测量装置的精度越高。
(2)精度(ε)——测量误差值与实际测量值之比。数字量传感器测量装置的精度为：

(3)检测时间——对被测参数进行两次采样之间的时间间隔。
(4)计数器字长——根据检测装置的最大测量值xmax及分辨率(Q)可以确定计数器的最大计数值:

3 滤波方法
（1）算术平均值法
平均值滤波法是对信号Y的m次测量值进行算术平均，作为时刻n的输出，即

（2）中位值滤波法
中位值滤波法的原理是对被测参数连续采样次（3且为奇数），并按大小顺序排序；再取中间值作为本次采样的有效数据。
中位值滤波法和算术平均值滤波法结合起来使用，滤波效果会更好。
（3）限幅滤波法
由于大的随机干扰或采样器的不稳定，使得采样数据偏离实际值太远，为此仅采用上、下限限幅。