檢測系統(tǒng)是機電一體化系統(tǒng)的一個重要組成部分，將機電一體化系統(tǒng)自身的、作業(yè)對象的、作業(yè)環(huán)境的工作狀態(tài)參數(shù)進行檢測，并將檢測到的狀態(tài)參數(shù)從物理變化量變?yōu)殡娦盘?，提供給信息處理及控制系統(tǒng)，以有效的控制機電一體化系統(tǒng)執(zhí)行機構的動作。
機電一體化系統(tǒng)檢測系統(tǒng)實質：
檢測系統(tǒng)組成原理如下圖：
傳感器的作用：用于檢測各種物理量（如位移、速度、角度、力、力矩、壓力、溫度等），并轉化為電量信號（如電壓、電流、電容、電感）輸出；
信號處理電路的作用：將傳感器輸出的電量變成具有一定功率的電壓、電流或頻率信號，以推動后級的顯示電路、數(shù)據(jù)處理電路等；
數(shù)據(jù)處理裝置：用來對測量結果處理、計算、分析，數(shù)據(jù)處理信號通常送到執(zhí)行機構或顯示器中去，以控制被控對象及顯示處理的各種數(shù)據(jù)。
檢測系統(tǒng)的基本要求：
（1）精度、靈敏度、和分辨率高
（2）線性、穩(wěn)定性、和重復性好
（3）抗干擾能力強
（4）靜、動態(tài)特性好
（5）傳感器及其檢測系統(tǒng)的特殊要求：體積小、重量輕、價格便宜、便于安裝與維修、耐環(huán)境性能好等
檢測系統(tǒng)的任務、方法和步驟
（1）任務分析
（2）方案選擇
（3）系統(tǒng)構成框圖設計
（4）環(huán)節(jié)設計與制造環(huán)節(jié)設計
（5）總裝調(diào)試及實驗分析
（6）系統(tǒng)運行及考核
檢測系統(tǒng)傳感器的功能為敏感作用和變換作用。其輸出信號有電壓、電流、頻率、脈沖等不同的形式。
傳感器按照工作原理分為物理型傳感器和結構型傳感器。
傳感器的選用原則：傳感器千差萬別，測量同一種測定量，可以采用不同工作原理的傳感器，注意以下幾個方面：
測量條件：測量的目的；測定量的選定；測量的范圍；輸入信號的帶寬；要求的精度；測量所需時間等
傳感器的性能：精度；響應速度；穩(wěn)定性；模擬還是數(shù)字信號；輸出量及電平；被測對象特征的影響；校準周期；過載輸入保護等
傳感器的使用條件：放置的場所；環(huán)境（溫度、濕度、振動）；測量的時間（壽命周期）；傳輸距離；與設備連接方式；供電電源；價格
電阻、電容、電感、壓電、磁電、熱電式等傳感器輸出模擬信號，其檢測系統(tǒng)如圖示：
振蕩器用于對傳感器信號“調(diào)制”，以提高輸出信號的抗干擾能力；并對“解調(diào)” 提供參考信號，“解調(diào)”是使信號恢復原有形式。有的傳感器可不進行調(diào)制與解調(diào)，直接阻抗匹配、放大、濾波等。
一、基本轉換電路
分壓電路
常用分壓電路
圖a是最簡單的分壓電路，用于將傳感器的阻抗變化轉換成輸出電壓的變化。該電路的輸出電壓為：
圖b是一種串聯(lián)諧振式分壓電路，函數(shù)關系為：
圖c是一種橋式差動電路，主要用于直流電橋中，兩個阻抗元件z的中點接地，構成對稱供電形式。當傳感器處于平衡位置時，輸出電壓為零；當傳感器失衡后，輸出電壓為
圖d采用變壓器配成橋式差動電路，通過具有中間抽頭的變壓器二次線圈對傳感器的一對差動阻抗對稱供電，其輸出電壓與傳感器阻抗變化關系為
差動電路
常用差動電路
圖a利用傳感器的一對差動阻抗 和 構成分壓器，在平衡狀態(tài)被測量發(fā)生變化時，傳感器阻抗也隨之變化，設變化量為 ，則
圖b采用對稱電源供電，在傳感器處于平衡位置時，電路輸出為零；當傳感器失衡后，輸出電壓與阻抗的變化成正比，即
圖c是一種橋式差動電路，主要用于直流電橋中，兩個阻抗元件z的中點接地，構成對稱供電形式。當傳感器處于平衡位置時，輸出電壓為零；當傳感器失衡后，輸出電壓為
圖d采用變壓器配成橋式差動電路，通過具有中間抽頭的變壓器二次線圈對傳感器的一對差動阻抗對稱供電，其輸出電壓與傳感器阻抗變化關系為
調(diào)頻電路
圖a是一種適用于電容式傳感器的調(diào)頻電路。由傳感器電容c和標準電感l(wèi)構成諧振電路并接入振蕩器中，振蕩器輸出信號的頻率隨傳感器電容c的變化關系為
圖b是一種將傳感器的電容c或電阻r的變化轉換成輸出電壓u0的脈沖寬度變化的電路。工作原理：電源u通過r對c充電，當c上的充電電壓超過參考電壓時，比較器翻轉，使發(fā)生階躍變化，同時通過開關控制電路控制開關s使c放電。輸出信號的脈寬b隨電容c或電阻r的變化而變化，即
二、信號放大電路
減小噪聲方法：
壓縮放大器帶寬，濾除通帶以外的各種噪聲信號
減小信號源電阻，并盡量使其與放大器的等效噪聲電阻相等，以實現(xiàn)噪聲阻抗匹配
選用低噪聲放大器件，以減少噪聲的產(chǎn)生
減少接線電纜電容的影響及各種干擾因素的影響
提高穩(wěn)定性方法：
采用具有高穩(wěn)定度的無源元件或引入直流負反饋來穩(wěn)定靜態(tài)工作點
采用集成運算放大器及深度負反饋來穩(wěn)定放大倍數(shù)
采用電容和電阻進行相位補償，以消除由寄生電容或其它寄生耦合所引起的自激振蕩
妥善接地與屏蔽，以減少寄生電容、寄生耦合等因素的影響
采取散熱與均熱措施，以保證溫度穩(wěn)定，減小熱漂移
高輸入阻抗放大器
右圖為同相輸入放大器，其輸出電壓和輸入阻抗z分別為
三、信號的調(diào)制與解調(diào)
所謂調(diào)制就是利用緩變信號來控制高頻振蕩的過程，即是人為地產(chǎn)生一個高頻信號（它由頻率、幅度、相位三個參數(shù)而定），使這個高頻信號的三個參數(shù)中的一個，隨著需要傳輸?shù)男盘柕淖兓兓?。這樣，原來變化緩慢的信號，就被這個受控制的高頻振蕩信號所代替，進行放大和傳輸，以期最好的放大和傳輸效果。
所謂解調(diào)是從已被放大很輸出的，且有原來信號信息的高頻信號中，把原來信號取出的過程。
調(diào)制的過程有三種：
高頻振蕩的幅度受緩變信號控制時，稱為幅值調(diào)解，以am表示。
高頻振蕩的頻率受緩變信號控制時，稱為頻率調(diào)制，以fm表示。
高頻振蕩的相位受緩變信號控制時，稱為相位調(diào)制，以pm表示。
并稱控制高頻振蕩的緩變信號為調(diào)制信號；載送緩變信號的高頻震蕩為載波；已被緩變信號調(diào)制的高頻震蕩稱為調(diào)制波，調(diào)制波相應地有調(diào)幅波、調(diào)頻波和調(diào)相波三種，常見的是調(diào)幅和調(diào)相兩種。
四、濾波器
經(jīng)傳感器轉換和放大后的電信號，由于測量現(xiàn)場的電磁干擾，傳感器本身以及放大電路等的影響，往往含有多種頻率成分的噪聲信號，嚴重情況下，這種噪聲信號會淹沒代提取的有用信號，造成系統(tǒng)無法獲取被測信號。在這種情況下，需采取濾波措施，將不需要的雜散信號抑制掉，使系統(tǒng)的信噪比（s/n）增加，完成這種功能的電路稱為濾波電路，或將具有這一功能的組件稱為濾波器。
濾波器的作用是選出有用的頻率信號，抑制雜散的無用頻率信號，使一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，衰減很少（使用有源濾波器還可使信號放大），而在此頻率范圍外的信號衰減很大，從而提高系統(tǒng)的信噪比。通常稱可以通過的頻率范圍為通帶，不能通過的頻率范圍為阻帶，通帶與阻帶的界限頻率為截至頻率，其頻率特性用q值來衡量，q值越高，即靈敏度越高，頻率選擇特性越好，通帶越窄。其中，q為品質因數(shù)，f0為固有頻率，b為頻帶寬度。
按濾波器是否使用有源器件（放大器）來分，可分為無源濾波器和有源濾波器兩大類。
（1）無源濾波器
無源濾波器是指用無源器件如電感（l）、電容（c）和電阻（r）組成的濾波電路，如圖8即為一最簡單的rc低通濾波器電路，其傳遞函數(shù)為
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它隨輸入信號頻率的增高而幅值呈下降趨勢。
（2）有源濾波器
有源濾波器是指利用放大器、電阻和電容等組成的濾波電路，在低頻（＜＝1mhz中使用，比無源濾波器有更優(yōu)越的性能。
由于濾波器的頻率選擇電路，只允許通過帶內(nèi)的頻率通過，因而按通帶來分，濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻和全通五類。
① 低通濾波器
低通濾波器的功能是：讓直流到指定截至頻率的低頻分量順利通過，而使高頻分量受到很大的衰減，理想的低通濾波器的幅頻特性如下圖（a），其中ωc為截止頻率；但這種幅頻特性實際上是無法實現(xiàn)的，下圖（c）為實際的一種低通濾波器的幅頻特性，該低通濾波器的通帶為0≤ω≤ωc。
② 高通濾波器
高通濾波器的功能是：讓高于指定頻率的頻率分量順利通過，而使自直流到指定阻帶頻率 的頻率分量受到衰減；同樣，與低通濾波器的情況類似，沒有理想的幅頻呈躍式的高頻濾波器下圖（b）為某一實際的高通濾波器的幅頻特性曲線。理論上來講，高通濾波器在ω=∞處也應是通帶，但實際上由于寄生參數(shù)的影響以及有源器件帶寬的限制，當頻率增高到一定值，幅值也將下降。
③ 帶通濾波器
帶通濾波器的功能是：讓有限帶寬（）內(nèi)的頻率分量順利通過，而且此頻率范圍處的其他頻率分量衰減如下圖。帶通濾波器有兩個阻帶，一般并不要求上下兩個阻帶衰減特性相同，既可以不對稱，不過一般對稱的帶通濾波器較易設計。
④ 帶阻濾波器
帶阻濾波器的作用是：抑制某個頻率范圍的頻率分量，使其衰減，而讓此頻率帶外的頻率分量順利通過，幅頻特性對稱的帶阻濾波器因而也被稱為“陷波”器。