可以选择其他波形信号来替代正弦激励信号,例如方波信号。本章中我们将介绍这些非正弦信号的特殊功能和限制c当采用非正弦激励信号时,拉普拉斯变换将被用来简化电路信号分析3阻抗将被定义为拉普拉斯变换电压和电流的比值z(s)。优良的传感器系统设计通常从材料和结构的物理性状评估和表征开始。在初始设计阶段,通常采用矢量阻抗分析仪对自然环境下的阻抗传感器进行表征。利用这种方法,可以在较宽的频率范围内测量阻抗值[10]。将合适的集总元件模型的特性与实验结果相匹配,可以获得特定的阻抗参数。可以将这种带有一系列电极的“测量仪器”简单假设为现成的传感器系统。遗憾的是,通常这一假设无法实现,因为这种系统成本太高,重量太大并且不适合在工业中使用。

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   为了开发更简便、更高效的仪器,需要寻找或者研发出一种特珠的传感器测量技术。通常情况下,当设计一款传感器系统时,主要的问题并非来自于传感器中电路信号,而是所获得的物理参量信号。例如,在没有进行初步研究的情况下,人们通常会认为在利用昂贵的仪器、宽带宽的前提下测量电学阻抗,会得到足够的信息,并且认为这就是最优的设计方案。然而很明显的是,想要完整解释得到的巨量信息并不容易,甚至有时是不可能的,并且想要找到这些信息的相关细节都是非常困难的。此外,这些电极以及相关的连接有可能对实际需要的传感器测晕丨壬务来说并不适合,从而降低了测量数据的利用价值。以上这些使得传感器设计工作无异于在干草堆中寻找一枚缝衣针,况且还不保证缝衣针确实存在⊙在本章中,我们将介绍针对特殊应用的一系列阻抗传感器设计实例。通过这些实例的学习,我们可以同时评估存在的物理问题和相关的传感器电路设计问题,从而提出实用的解决方案。并将这些方案通过实验在物理层面和传感器电路

层面进行全面评估。

   所涉及的相关应用实例如下:

   1)采用方波激励信号的电容式传感器接口电路;

   2)牛奶中微生物的检测;

   3)土壤含水量的检测;