现代测控电子技术绪论

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测控电路课后习题答案(全)

测控电路课后习题答案(全)
计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集 成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案�而这依赖于光刻的精确 重复定位�依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行�都需要靠精 密测量与控制保证它们轨道的准确性。
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。

chap01测控绪论ppt课件

chap01测控绪论ppt课件
▪ 2,反应变化量的信号,与被测对象的状态无对应关系, y=y0+delta_y
▪ 例:分辨率为1000的编码器,输出波形(A,B相,示意)
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2,绝对码信号
绝对码信号是一种与状态相对应的信号 例:绝对式码盘:每个角度方位对应一组编码。 Y=kx (以4位编码为例 k=360/(2^4) )
1.2.2 动态特性好
▪ 包括响应快和动态失真小 ▪ 实时动态测量已成为测量技术发展的主要方向 ▪ 对高速运动的系统,控制的滞后可能引起系统振荡,
导致系统失去稳定.
▪ 例:雷达/火炮防空系活
▪ 1)模/数及数/模转换 A/D,D/A
▪ 计算机控制 传感器/执行机构的输入/出为模拟信号
▪ 4,数字化
▪ 数字电路易于集成,抗干扰性强,便于与计算机连接, 但不能完全代替模拟电路,客观世界的许多参数都是模 拟量;许多前级信号需经模拟电路调理后,再转换成数 字信号;执行机构需要模拟信号;模拟运算的速度比数 字电路或软件要快。
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发展趋势(续)
▪ 5,通用化,模块化(复杂电路的分解) ▪ 6,智能化
前级电路,安排散热。
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精度问题(续)
▪ 3 线性与低失真(高保真)
▪ 输入与输出具有线性关系。(万用表测量电阻,非线性)
▪ 测量不失真,测控电路在信号所占有的频率范围内,具 有良好的频率特性。
▪ 不失真测量的条件
▪ Y= kX(t) y=kX(t-t0) 时域
▪ 频域:幅频
A K
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课程的性质、内容与学习方法(续)
▪ 学习方法

现代测控电子技术第一章

现代测控电子技术第一章

4)自动化与智能化 现代控制系统不仅要求能自动控制, 而且要求它能在复杂的情况下自行判断、 具有自学习、自动诊断故障、自动排除 故障、进行自适应控制,乃至自动生成 新知识的功能。这也是测控电路发展的一 个电量测量电路 ③电力电子电路(含功率放大电路) ④驱动与控制电路 ⑤生物医学测量电路 ⑥微弱信号检测电路 ⑦数据采集系统
2. 现代测控电子技术在仪器科学的作 用与地位
显示系统 计 传 感 器 信号 调理 电路 数字 化 电路 算 机 系 统 测控电路 执行机构 驱动电路
②实现被测信号的数字化。 ③实现执行机构的驱动。 现代测控电路不是独立存在于测控系 统中的某个环节,它已融入测控系统的各个 环节,并在其中发挥重要的作用,离开测控 电路,测控系统是无法实现的。
测控电路具有多样性的特点,在设计 上灵活性很强,测控电路位于二次仪表的 最前级,对测量的准确度起决定作用,因 此,测控电路是现代测控系统的关键及难 点所在,在现代测控技术中占据极其重要 的地位。
2)数字化 数字化在信息传输、信息处理、信 息存储和集成化等方面具有明显的优势, 因此数字化是测控电路的必然发展趋势。 但是数字化不可能完全取代模拟电 路,在发展数字化的同时更要强化模拟 电路技术的研究,使两者紧密融合。
3)测控一体化 测量的目的不仅仅为了获取信息,更 重要的是为了控制机器或系统的行为动作。 测量与控制相互交融,融为一体的闭环系 统是测控系统的主要发展方向。
5)可靠性
可靠是指测控电路无故障工作,一般 用平均无故障工作时间来衡量。现代测控 系统是现代装备的有机组成部分,其可靠 性与测控系统密切相关,其中测控电路的 可靠性是重要的因素。
2. 现代测控电子技术的发展状况及趋 势
1)集成化、专用化 以往由分立元件和通用芯片构成的测 控电路,可以集成成为专用芯片实现相应 的测控功能,缩小了体积,简化了测控电 路的设计,并且其性能指标和可靠性大大 提高,这将是今后测控电路发展的主流方 向。

测控技术导论报告

测控技术导论报告

测控技术导论报告测控技术导论报告一、引言测控技术,顾名思义,是测量与控制的结合。

它涵盖了广泛的领域,包括工业自动化、航空航天、医疗诊断、环境监控等。

随着科技的飞速发展,测控技术已成为现代社会的重要支柱之一。

本报告将介绍测控技术的发展历程、基本概念、主要应用和发展趋势。

二、测控技术的发展历程自工业革命以来,随着生产力的提高和科技的进步,测控技术得到了迅速发展。

早期的测控技术主要依赖于人工观测和记录,精度低、效率慢。

随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展,现代测控技术应运而生。

20世纪中叶,随着模拟电路和数字电路的发明,测控技术得到了极大的推动。

集成电路和微型计算机的发明更是推动了测控技术的进步。

进入21世纪,随着互联网和物联网技术的发展,测控技术进入了全新的时代。

三、测控的基本概念测控技术主要包括测量和控制两个方面。

测量是指通过传感器等设备获取被控对象的各种参数,如温度、压力、位移等。

控制则是根据测量结果,通过执行器等设备对被控对象进行调节,使其达到预设的目标。

四、测控的主要应用1.工业自动化:在工业生产中,测控技术广泛应用于各种设备上。

例如,温度控制器可以监测熔炼金属的温度,一旦超过预设范围,就会自动调整火力。

压力传感器可以监测容器的压力,防止因压力过高导致容器破裂。

2.航空航天:在航空航天领域,测控技术对飞行器的控制至关重要。

通过GPS等设备,可以精确地测量飞行器的位置和速度。

通过惯性导航系统,可以监测飞行器的姿态和方向。

这些信息被用来控制飞行器的轨迹和速度。

3.医疗诊断:在医疗领域,测控技术也发挥了重要作用。

例如,心电图机可以监测心脏的电活动,血糖仪可以测量血糖水平。

这些设备将测量数据传输给医生进行分析,以便进行诊断和治疗。

4.环境监控:在环境保护方面,测控技术也发挥了重要作用。

例如,气象站可以监测气温、湿度、风速等环境参数。

通过这些数据,可以预测天气变化和空气质量。

这些数据被用来控制污染源和优化环境管理。

测控系统原理及设计现代测控技术简介

测控系统原理及设计现代测控技术简介

6.5.1 嵌入式系统的定义 嵌入式系统 ( Embedded Systems ) 是指以 应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁 剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和 操作系统与计算机硬件集成在一起的嵌入在宿主设 备中的控制系统。
嵌入式计算机
5.4.4 基于计算机的网络控制 80年代后期,计算机控制开始采用开放式通 讯系统,可以和以太网接口,图示功能增强,组 态更加直观、灵活,基于计算机的网络控制系统 性能日益完善、应用逐渐普及。 1. 计算机集散控制系统DCS DCS(Distributed Control System)是以多个微 处理机为基础,利用现代网络技术、现代控制技 术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散工艺 对象的控制、监视管理的控制系统。
6.1.1 现代测控技术的定义 现代测控技术隶属于现代信息技术,是以电 子、测量及控制等学科为基础,融合了电子技术、 计算机技术、网络技术、信息处理技术、测试测 量技术、自动控制技术、仪器仪表技术等多门技 术,利用现代最新科学研究方法和成果,对测控 系统进行设计和实现的综合性技术。 现代测控系统中的每一个环节都有新技术的 影子,如:新型传感器;专用集成芯片;以计算 机为核心;构建网络等。
6.3.2 虚拟仪器
虚拟仪器是测试技术和计算机技术结合的产物。
80年代后期
虚拟仪器(Virtual Instrument)
以通用计算机为基础,加上特定的硬件接口设 备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一 种新型仪器。
1. 虚拟仪器的基本概念
所谓虚拟仪器(VI,Virtual Instrument),就 是在以计算机为核心的测控硬件和专用软件的平台 上,由用户设计定义测控功能、虚拟面板,由测控 软件实现的一种计算机仪器系统。

现代检测技术(1.1.3)--绪论(2016版)

现代检测技术(1.1.3)--绪论(2016版)
Xi’an Jiaotong University
例例例例例例例例例例例例例例
回转传感器
幅度传感器 高度传感器
塔吊防碰主控机
倾斜传感器
塔吊地面端
风速传感器
力矩传感器 ZM-ACS30/60塔吊端硬件
地面端软硬件 (GPS+U盘存储+USB
GPRS 服务器端软件
塔吊服务器
塔吊监控端 监控端软件
Xi’an Jiaotong University
现代检测技术
精勤求学பைடு நூலகம்敦笃励志 果毅力行 忠恕任事
课程安排
授课方式(总学时 52 ): 44 课堂 + 8 实验 考核方式与成绩:
考试 80% ,作业 10% ,实验 10 %
Xi’an Jiaotong University
参考教材
韩九强,《现代测控技术与系统》,清华大学出版社; 韩九强,《机器视觉技术及应用》,高等教育出版社; 周杏鹏,《传感器与检测技术》,清华大学出版社 王化祥,《传感器原理及应用》,天津大学出版社 徐科军,《传感器与检测技术》,电子工业出版社 李现明,《现代检测技术及应用》,高等教育出版社 陶红艳,《传感器与现代检测技术》,清华大学出版社 李晓莹,《传感器与测试技术》,高等教育出版社; 彭军,《传感器与检测技术》,西安电子科技大学出版社
Serial PXI
GPIB VXI
应用软件 驱动软件
传感器单元
图象采集 运动控制
标准通用接口型
Xi’an Jiaotong University
现代测试系统基本结构与类型
FireWire 和 USB 和和
Xi’an Jiaotong University

现代测控技术的发展及其应用思路

现代测控技术的发展及其应用思路

现代测控技术的发展及其应用思路现代测控技术是以计算机为核心,能够完成自动化检测同时能够对检测过程实施控制的智能系统。

本文就从现代测控技术的特点入手,简单介绍了其发展前景,分析了它的实际应用效果。

标签:现代测控技术;发展;应用测控技术能使人们更加清楚的了解整个物质世界,目前测控技术被应用与各个方面,比如电子计算机、建筑等等行业里,目前测控技术的地位不断的得到巩固,为高科技、建筑等等提供最基础的数据支持,从而降低研究过程中所出现的差错率。

1 现代测控的特点1.1 网络化科学技术的不断发展,网络技术的应用越发的广泛。

随着其应用领域的不断扩展,为人类生活提供了更多的便捷。

由于网络的渗透性和实用性非常强,因此在测控技术中也逐步引用了网络技术,随着网络技术的研究和在应用测控的准确度和工作效率明显得到了提高,从而工业生产和发展提供技术支持。

1.2 分布式化随着网络技术融入到测控技术中,测控技术逐渐步入到新时代。

现代测控技术能够将测控设备分布在不同的区域进行测控作业,因此所测控的数量值或者其他精确度更高,而且总能找到最需要防止检测仪器的地方和位置。

分布式测控和技术的基础是微型计算机和网络技术,通过网络将分布在不同区域的设备互相联系;在仪器设备的生产测控中,分布式的测控技术能够将测量-控制-管理整个过程全面实现自动化,从而在提高测控效率的同时降低了测控的成本投入。

由此来看分布式测控技术的特点非常明显,首先比较安全可靠,在测控的过程中系统中某一个部位出现故障不会影响到整个系统的正常运行;其次是可以不断的加强和完善系统的功能,现代测控技术系统中不可通过开发的方式不断融入更多的功能模块,同时还可以不断的增加新的接口,这样一来会使得系统功能不断的完善;再者使用的方式非常灵活,在测控作业中可以根据具体的测量控制的情况开启单一功能或者多个功能同时开启,最后,该系统在测控作业时运行速度非常快,因此工作效率显著得到提升。

1.3 智能化在现代测控系统中所有的一起设备均是智能化的,因此使用过程非常的方便,左右的操作系统均是以微处理器作为基础,在整个运行的系统中,人工职能和微电子控制系数的不断引入使得智能化和相关的计算方法不断得到加强。

现代测控电子技术第三章

现代测控电子技术第三章
详细描述
测控系统是一种集成了传感器、信号处理、控制和执行器等多个环节的技术,其目的是对各种物理量进行检测、 转换和处理,以实现对被控对象的精确控制。根据应用领域的不同,测控系统可以分为工业测控系统、环境测控 系统、医疗测控系统等。
测控系统的基本组成
要点一
总结词
测控系统通常由传感器、信号处理电路、微处理器和执行 器等部分组成,各部分相互协作,实现对被控对象的精确 控制。
02
测控信号与测量误差
Байду номын сангаас
测控信号的分类与特性
非周期信号
不具有固定周期的 信号,如方波、脉 冲波等。
确定性信号
可以用数学函数描 述的信号,如正弦 波、余弦波等。
周期信号
具有固定周期的信 号,如正弦波、余 弦波等。
随机信号
无法预测其规律的 信号,如噪声信号。
随机信号
无法用数学函数描 述的信号,如噪声 信号。
根据测量对象和精度要求,选择合适 的传感器进行信号采集。
设计硬件电路
搭建数据采集硬件电路,包括信号调 理、模数转换等部分。
编写与调试软件
编写数据采集软件,实现数据的实时 采集、处理和存储等功能。
数据采集的误差与校正
误差来源
分析数据采集过程中可能出现的 误差来源,如传感器误差、电路 噪声等。
误差校正方法
压力传感器
用于测量气体、液体或固体的 压力,广泛应用于工业控制、
气瓶压力监测等领域。
温度传感器
用于测量物体的温度,常见于 温度控制系统、空调、冰箱等 领域。
流量传感器
用于测量流体的流量,常见于 水表、燃气表等领域。
湿度传感器
用于测量空气的湿度,常见于 空调、加湿器等领域。

现代检测技术-绪论

现代检测技术-绪论

4. 计算机是系统的神经中枢,它使整个测量系统成为一个智能化的有 机整体 , 在软件导引下按预定的程序自动进行信号采集与存贮 ,自动 进行数据的运算分析与处理 , 指令以适当形式输出、显示或记录测 量结果。
二、标准通用接口型 标准通用接口型是由模块 ( 如台式仪器或插件板 ) 组合而成 ,所有模 块的对外接口都按规定标准设计。组成系统时,若模块是台式仪器 , 用标准的无源电缆将各模块接插联接起来就构成系统。若模块为插 件板 ,只要将各插件板插入标准机箱即可。组建这类系统非常方便 , 例如 GPIB 系统、 VXI 系统就属这类系统,虽然首次投资大,但有利 于组建大、中型测量系统。
参量1
参量2 参量n
传感器1
传感器2 传感器n
信号调理
信号调理 信号调理
数 据 采 集 卡 (板)
计算机
输出、绘图、显示、打印
图 0-1 计算机控制现代测试系统的基本形式框图
系统各组成部分的功能 : 1. 传感器完成信号的获得,它将被测参量转换成相应的可用输出信 号 ,被测参量可以是各种非电气参量 , 也可以是电气参量。 2. 信号调理来自传感器的输出信号通常是含于干扰噪声中的微弱 信号。因此 ,后面配接的信号调理电路的基本作用有两个 : 其一 是放大,将信号放大到与数据采集卡( 板 ) 中的 A/D转换器相适 配 ; 其二是预滤波 , 抑制干扰噪声信号的高频分量 , 将频带压 缩以降低采样频率 , 避免产生混淆。如果信号调理电路输出的是 规范化的标准信号 , 即 4~20mA 电流信号 , 则称这种信号调理电 路为变送器。此外 ,根据需要还可进行信号隔离与变换等。 3. 数据采集卡 ( 板 ) 主要功能有三 : 其一是由衰减器和增益可 控放大器进行量程自动改换 ; 其二是由多路切换开关完成对多点 多通道信号的分时采样 ,时间连续信号 x(t) 经过采样后变为离散 时间序列 x( n) , n =0,1,2, „ ; 其三是将信号的采样值由 A/D 转换器转换为幅值离散化的数字量, 或由 V/F 转换器转换为脉冲 频率以适应计算机工作。

测控电路内容:第一章绪论

测控电路内容:第一章绪论

测控电路内容:第⼀章绪论第⼀章测控电路设计实⽤技术基础测量与控制是认识客观世界和顺应客观规律的必不可少的重要⼿段。

现代⽣产为了保证产品质量和提⾼⽣产效益,必须对⽣产过程进⾏严格控制,⽽要实现这种控制,就必须对⽣产过程的各种参数和状态进⾏实时有效的测量。

因此,测量是控制的基础,控制离不开测量。

实际上,在科学技术⾼度发达的今天,测量与控制已经渗透到⼯业、农业、国防、科学研究和现代社会⽣活等各个领域。

由于⽬前电参量在信息转换、处理、传输、存储等⽅⾯具有较成熟的技术和⼿段,多数物理量的测量和控制以电参量的形式进⾏,故测量和控制电路在测控系统中具有不可替代的作⽤1.1测控电路的作⽤与基本组成现代测控系统常见的基本构成如图1-1所⽰。

测控系统的最前级为传感器,其作⽤是将各类被测量转换成与之具有⼀定函数关系的电量(通常为电压);但是,传感器的输出信号⼀般都很微弱,还可能伴随着各种噪声,需要⽤测量电路即信号调理及数字化等电路将它放⼤,剔除噪声,选取有⽤信号,按照测量与控制功能的要求,进⾏所需演算、处理与变换,形成为计算机能够识别及处理的信号;计算机系统的作⽤是对数字化了的被测信号进⾏计算、定标、误差校正或⾃校准等处理,⼀⽅⾯,经处理的测量结果由显⽰输出系统显⽰,由记录系统打印、绘图或由报警系统给出报警信息;另⼀⽅⾯,经算法运算过的控制信号经控制电路驱动执⾏机构,对测控对象进⾏控制。

通常我们将测量电路和控制电路统称为测控电路,它已融⼊测控系统的各个环节,并在其中发挥重要的作⽤,可以说离开测控电路,测控系统是⽆法实现的。

测量电路担负着信号⼆次变换的重任,其实质是电位或波形变换,其主要功能是放⼤有⽤信号,抑制传感器输出信号中的噪声,并将放⼤后的信号进⾏数字化;控制电路担负着实现控制功能的输出驱动信号的重任。

由于被测和被控物理量及其相应传感器和驱动器的多样性,与此相应的测量与控制电路必然具有多样性,因此测控电路在设计上灵活性很强。

现代检测技术(1.2.1)--现代测控技术与系统绪论2

现代检测技术(1.2.1)--现代测控技术与系统绪论2

( Lab/CVI )
LabVIEW 简介
9.3.2 基于 LabVIEW 的虚拟仪器开发步骤
仪器自校准测控管系统
彩管生产仪器仪表自动测试校准系统
会聚图像调整系统
飞机导弹点火系统检测
炸药引信成型测控系统
摄像机
搅拌轮
齿轮传动
皮 带 传 动
挤压电机
图像采集
计算机
逻辑控制
功率驱动
380V
五、现代检测技术发展趋势
雷达接收机将天线接收到的微弱回波加以放大,然后将射频信息转换成视频或数
字信号,经信号处理和数据处理后,最终显示出所需要的目标信息。
收发转换开关
天线 发射的电磁波
发射机
目 标
接收的电磁波
接收机 信号处理机
显示器
雷达的探测目标 : 飞机、导弹、人造卫星、各种舰艇、车辆、兵器、炮
弹以及建筑物、山川、云雨等 .
; 5. 物联网应用技术 6. 生物信息处理技术
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生物信息学
二级学科名称: 生物信息学
(英文) 名称: Bioinformatics
1. 学科概况 生物信息学是信息科学与生命科学深度交叉的前沿学科,以信息与系统的
观点、方法和技术研究生命与医学领域的科学问题。 自上个世纪末,分子生物学实验技术不断突破,计算机和信息技术飞速发展
2/11
7.1 雷达基本概念 7.1.1 基本雷达方程 7.1.2 雷达工作波段 7.1.3 雷达应用类型
7.2 雷达基本组成 7.2.1 雷达发射机 7.2.2 雷达接收机 7.2.3 目标显示与数据记录
7.3 雷达测量原理 7.3.1 目标距离测量 7.3.2 目标角度测量 7.3.3 运动目标检测与测速

现代电气测控技术与系统-笔记

现代电气测控技术与系统-笔记

现代电气测控技术与系统-笔记一、测控系统导论1、计算机自动测量和控制系统:是自动控制技术、计算机科学、微电子学、和通讯技术学等有机结合综合发展起来的。

2、计算机控制系统的任务:1、测量:1、变换:传感器产生与被物理量成正比的电信号。

2、状态信号测量:电平3、传输:串行口传输、并行口传输、USB、I2C(数字量)4、预处理:线性化、平均值、多项式等处理5、去噪声:数字滤波6、上下限值:越限报警2、执行机构的驱动:阀门、伺服电机、继电器的控制等;产生一连串脉冲驱动、继电器的触电闭合、断开控制;DAC数模转化。

3、控制策略(方案):直接数字控制DDC、顺序控制、监督控制SPC4、人机交互:控制过程的全部参数和信息、管理信息5、通讯:一般都是分级分散式结构3、计算机控制系统的基本结构与类型:1、基本型:1、传感器:可分级2、信号调理:放大—信号匹配,使其进入标准值范围;预滤波—抑制高频谐波;可能还有信号隔离和变换等;变送器—如果信号调理电路输出的是规范化的标准信号,则称为变送器3、数据采集卡:量程自动变换;多路转换开关分时采样;A/D转换器的离散化或V/F转换4、计算机2、标准通用接口型:GPIB和VXI总线3、闭环控制型:实时数据采集—对过程中的有关物理量的瞬时直接采集;实时判断决策—计算分析,确定下一步控制策略;实用控制—对执行机构发控制信号4、计算机控制系统的组成:硬件部分:1、主机;2、过程通道—模拟量输入;模拟量输出;开关量输入;开关量输出;数字量输入;数字量输出;3、人机联系设备:人为干扰;修改参数;紧急处理软件部分:系统软件、应用软件5、计算机测控系统的发展趋势:虚拟仪器:将具有测量功能的模拟块或仪器卡插入计算机系统的总线槽中,利用软件在屏幕上生成虚拟面板,在软件指导下进行信号采集、运算、分析、输出和处理,从而实现仪器功能,并完成测试和控制的全过程。

6、检测与诊断技术的发展:交接试验—对电气设备性能有基本的掌握预防性试验—发现隐含缺陷,并根据需要安排维护和检修在线监测—针对故障先兆或故障后及时发展电气设备在线检测技术—将在线检测积累的大量数据和预防性试验检测的数据相结合,用各种数值方法进行全面综合分析判断,进而发现和扑捉早期缺陷,预测绝缘寿命等。

现代测控技术与系统 第1章

现代测控技术与系统 第1章
2. 基于网络的测控系统模型:测控管一体化模型
1.2 现代测控系统的结构与设计
现代测控系统的设计方法
硬件设计: 硬件设计:
约束条件:对象方面主要考虑其大小、形状、距离、 约束条件:对象方面主要考虑其大小、形状、距离、环 物理量、用途等;测控系统需求方面主要考虑功能、 境、物理量、用途等;测控系统需求方面主要考虑功能、 反应速度、可靠性、测控精度等因素。 反应速度、可靠性、测控精度等因素。此外还需考虑研 制成本、产品成本以及开发周期。 制成本、产品成本以及开发周期。 系统模块设计技术:测控系统电路设计一般采用 系统模块设计技术:测控系统电路设计一般采用CPLD、 、 FPGA、DSP等高集成度器件技术,主要以 商用机和 等高集成度器件技术, 、 等高集成度器件技术 主要以PC商用机和 基于PC104工控机为主;低功耗器件,对降低功耗与抗干 工控机为主; 基于 工控机为主 低功耗器件, 扰有积极意义;采用通用化、标准化硬件电路; 扰有积极意义;采用通用化、标准化硬件电路;软测量 技术;采用动态链接库。 技术;采用动态链接库。
1.3 现代测控技术的分类
基于无线通信的测控技术 对于工作点多、通信距离远、 对于工作点多、通信距离远、环境恶劣且实时性和 可靠性要求比较高的远程测控场合, 可靠性要求比较高的远程测控场合,可以利用无线 电波来实现主控站与各个子站之间的数据通信。减 电波来实现主控站与各个子站之间的数据通信。 少复杂连线,无需铺设电缆或光缆,降低成本。 少复杂连线,无需铺设电缆或光缆,降低成本。如 小区的智能保安系统、油井远程监测系统、 小区的智能保安系统、油井远程监测系统、航空航 天技术中的无线跟踪测轨、遥测和遥控系统。 天技术中的无线跟踪测轨、遥测和遥控系统。
传感器从传统的压力、温度、 传感器从传统的压力、温度、流量和液位四大热工量的测 量发展到目前具有光、电、磁、力及生物信息的感知,光 量发展到目前具有光、 力及生物信息的感知, 生物信息传感器, 纤、光栅等光敏传感器,DNA、免疫等生物信息传感器, 光栅等光敏传感器, 光敏传感器 、免疫等生物信息传感器 超声波等声敏传感器,可燃性气体、氧气、电子鼻等气敏 超声波等声敏传感器,可燃性气体、氧气、电子鼻等气敏 声敏传感器 传感器,可见光、红外光等图像传感器等 传感器,可见光、红外光等图像传感器等。 图像传感器

现代工程测控技术资料课件

现代工程测控技术资料课件

测量电路
测量电路的作用 测量电路是将传感器输出的电信号进行 放大、滤波、转换等处理,以便进行后
续的信号处理和显示。 测量电路的设计要点
包括选择合适的放大器、滤波器等器 件,以及进行精确的参数匹配和调整,
以确保测量精度和稳定性。
测量电路的类型
根据传感器的输出特性和信号处理需 求,测量电路可分为电压型、电流型、 频率型等多种类型。
网络化测控技术
总结词
网络化测控技术是指利用互联网、物联 网等技术,实现远程、分布式测控的技术。
VS
详细描述
网络化测控技术可以实现远程监控、数据 共享和协同工作,提高测控系统的灵活性 和可扩展性。同时,通过网络化测控技术, 可以实现大规模、跨地域的测控应用,为 工业自动化、智能家居等领域提供有力支 持。
测控系统的稳定性
指系统在长时间运行过程中保持稳定性的能力。稳定的测 控系统能够提供更加可靠和准确的数据,减少误差和故障 的发生。
测控系统的实时性
指系统对实时变化的测量数据进行快速响应和处理的能力。 实时性好的测控系统能够更好地满足动态测量和控制的需 求。
测控系统的可扩展性
指系统能够方便地扩展和升级的能力。可扩展性好的测控 系统能够更好地适应不断变化和发展的应用需求。
高精度测量与误差补偿
• 总结词:误差补偿技术是提高测量精度的关键,通过分析误差源,采取相应的 补偿措施,可以有效减小测量误差。
无线测控技术
• 总结词:无线测控技术以其灵活、便捷的优点在现代工程中得到广泛应用,尤 其在远程监测和控制方面具有显著优势。
云计算与大数据技术在测控中的应用
• 总结词:云计算与大数据技术在现代工程测控中发挥着越来越重要的作用,为 数据处理和分析提供了强大的支持。

试述现代测控技术的发展及其应用

试述现代测控技术的发展及其应用

试述现代测控技术的发展及其应用测控技术与仪器是一门涉猎范围广,应用普遍的学科,伴随着信息化,网络化,世界化时代的到来,测控技术正朝着系统化,智能化,系统功能一体化方向发展,高新技术的应用,将人们会从繁碌的体力劳动中解放出来,进入机器化、自动化时代,相信,测控技术在以后的生活中扮演日益重要的角色。

一、现代测控技术的发展1.目前发展现状程控仪器设备、控制器部分、总线与接口、测控应用软件、测控载体等五个部分构成现代测控系统,它的基本类型目前通常分为三大类:基本型、闭环控制型和标准通用接口型。

科学技术创新发展为现代测控技术飞速发展提供强有力技术支持,其优越性广泛应用于现代社会经济发展各个领域。

由于我国计算机发展较世界发达国家相比起步比较晚技术水平还有一定差距,因此,我国必须学习借鉴先进发达国家科学技术,引进国外高科技设备同时必须结合国情实际情况因地制宜创新引用,积极开拓创新以此来推进测控市场在我国的发展,缩短与发达国家之间差距,提升我们综合实力从来加强我国在国际中的地位。

2.测控技术未来趋势及前景科学技术不断发展创新更进为现代测控技术的迅速发展提供了技术扶持保障,现代测控技术朝着标准化、开放化方向发展。

无论是从市场需求角度还是技术角度来看,开放化测控技术必将是现代测控技术的未来发展趋势,也必将成为市场应用的主流。

现代测控技术标准化的实施以及融于开放性技术中,标准化、开放化有利于减的重新开发新技术次数,节约重复开发所造成成本,因此推进测控技术开放性应用有着非常重要意义。

当今我国正处于产业结构转变升级的阶段,我国测控技术的标准化和开放化趋势给了国内测控行业发展提供了良好机遇。

为此我们及时推动现代测控技术向开放化、标准化的趋势靠近,更好推动我国现代测控技术的发展。

其次,随着互联网络技术的进步、地球村互联网发展以及计算机技术的不断创新促使现代测控技术朝着网络化的方向前进。

随着Jini软件技术的出现与现场总线的迅速发展,现场的智能仪器和装置作为现代测控技术基本节点,依靠网络技术各节点将控制装置和控制仪器仪表集成一个互联整体测控系统,能够将网络中所有仪器设备实现自身基本功能,还能加以利用其他设备仪器。

现代测控技术概论

现代测控技术概论
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1.3计算机控制系统概述
1.3.1微机过程控制系统的基本组成
过程控制一词具有特定的含义,广义地说,过程是一个 能被监视或控制的物理系统。而过程变量是指该系统中应按 照某种目的或规则变化的物理参数,也就是被控制量。控制 的目的是使一个或多个过程变量达到预定的最佳参考值,从 而使系统处于最佳工作状态。
图1-6微机过程控制系统的组成框图
1.3.2计算机控制系统的类别及要求
一般来说,各类控制系统均可以使用计算机进行在线控 制。但是,往往只有在那些更能体现计算机作用的控制系统 中才使用计算机。所使用的计算机档次需按系统控制任务的 情况恰当地选择。为了了解计算机控制系统的概貌,在前面 所介绍的基本型计算机过程控制系统的基础上,再按计算机 在计算机控制系统中所担任的不同控制任务分类, 几种:
人类在工程实践的过程中,一种需求是要采取各种方法 获得反映客观事物或对象的运动属性的各种数据、记录并进 行必要的处理,这种技术称为“测量”。另一种需求是要采 取各种方法支配或约束某一客观事物或对象的运动过程,达 到一定的目的,这种技术称为“控制”。
“测量”和“控制”是人类认识世界和改造世界的两项 工作任务。相应地,人们就要研制和发展测控仪器或系统以 实现测量和控制,与此相关的理论和技术就是测控技术。测 控仪器或测控系统按照任务的不同,可以分为三大类,即检 测系统、控制系统和测控系统。
4) A/D
A/D
(1)分辨率和量化误差。对于同样的量化值,分辨率由 寄存器的位数决定,也就是量化单位q。设满刻度为Xm,寄 存器位数为n位,则
q Xm 2n 1
(1.7)
量化误差为ε=q/2。
(2)偏移误差。偏移误差是指输入信号为零,输出信号 不为零时的值,所以也称为零值误差。偏移误差通常是由放 大器的偏移电压产生的,一般在静态时对电路进行调整,使 之最小。
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数字化电路的作用是将信号调理电路变换过 来的连续变化的模拟信号转换成离散的数字信号, 供计算机识别及处理。
计算机系统的作用是对数字化了的被测信号 进行计算、定标、误差校正或自校准等处理,一 方面经处理的测量结果由显示输出系统显示、打 印或绘图,另一方面经算法运算过的控制信号经 驱动电路驱动执行机构。






振荡器
图1.4.1 模拟式测量电路
2)数字式测量电路的基本组成



脉变







冲换






当电




量路




辨向电路
指令传感器
手动采样
图1.4.2 增量码数字式测量电路的基本组成
2. 控制电路的基本组成 1)开环控制系统的基本组成
给定 机构
测量电路
传感器
扰动量
设定 电路
4. 自动化与智能化
现代控制系统不仅要求能自动控制,而且 要求它能在复杂的情况下自行判断、具有自学 习、自动诊断故障、自动排除故障、进行自适 应控制。乃至自动生成新知识的功能,这也是 测控电路发展的一个重要方向。
因此,测控电路是现代测控系统的关键及难 点所在,在现代测控技术中占据极其重要的地位。
1.2 测控系统对测控电路的要求
1. 高精度
指测控电路能够线性地、不失真地、准确地 将传感器输出信号变换成易于处理的信号,实现 高精度测控电路应具备下列条件:
①低噪声与高抗干扰能力; ②低漂移、高稳定性 ; ③高线性度与高保真度; ④合理的输入与输出阻抗。
③数字I/O信号,又称开关信号,是一位绝 对码信号,只有“0”和“1”两个状态。
1.4 测控电路的类型与组成
测控电路的组成随被测参数、信号类型与 控制系统的功能要求的不同而异。
1. 测量电路的基本组成 1)模拟式测量电路的基本组成
组成见图1.4.1 。






















1.3 测控电路的输入信号 与输出信号
1. 模拟式信号
①非调制信号,输入信号的大小、波形与被 测信号的大小、波形直接对应的信号。
②经调制信号,为提高信号的抗干扰能力, 经常将传感器输出的信号调制后再行处理。
2. 数字信号
①增量码信号,实际是脉冲信号。严格讲这 仍然是模拟信号,是一种准数字信号。
②绝对码信号,一种与状态相对应的信号, 实际是数字编码信号。例如码盘输出信号。
测控电路设计
主讲人 周严
第一章
绪论
1.1 电子技术在测控系统中的 作用和地位
1. 什么是测控电路
是具体应用在测量与控制系统中的电子电路。 其特点是强调电路与测量、控制对象的结合。其 内涵包括测量系统的信号调理电路、测控系统中 的信号采集电路及控制电路。
具体涉及: ①非电量测量电路 ②电量测量电路 ③电力电子电路 ④驱动与控制电路 ⑤生物医学测量电路
2. 测控电路在仪器科学的作用与地位


信号数字算感调理化机

电路
电路


显示系统 驱动电路 执行机构
图1.1.1 现代测控系统的基本组成
测控系统的最前级为传感器,其作用是将各 类被测量转换成与之具有一定函数关系的电量 (通常为电压)。
信号调理电路的作用是将传感器转换来的电 量进行放大、整形使之成为后续电路易于处理的 信号。
2. 数字化
数字化在信息传输、信息处理、信息存储和 集成化等方面具有明显的优势,因此数字化是测 控电路的必然发展趋势。但是数字化不可能完全 取代模拟电路。
3. 测控一体化
测量的目的不仅仅为了获取信息,更重要的 是为了控制机器或系统的行为动作。测量与控制 相互交融,融为一体的闭环系统是测控系统的主 要发展方向。
4. 转换灵活
为适应各种情况下测量与控制的需要,要求测 控电路有灵活地进行各种转换的能力。 ①模数与数 模转换; ②信号形式的转换; ③量程的转换; ④ 信号的选取;⑤信号的处理与运算。
5. 可靠性
可靠是指测控电路无故障工作,一般用平 均无故障工作时间来衡量。现代测控系统是现 代装备的有机组成部分,其可靠性与测控系统 密切相关,其中测控电路的可靠性是重要的因 素。
2. 高灵敏度、高分辨力
电路的灵敏度是指输出变化量与引起该变化 的输入变化量的比值。
k Vout Vin
其实质是电路的增益,灵敏度k越高,其增益 越大。
分辨力是指电路能够检测出的最小输入量。 高分辨力是高灵敏度的前提条件。
3. 响应快
实时动态测量已成为测量技术发展的主要方向, 动态测量的特点是宽动态范围,要求测控电路具有 宽频带,快响应的特性。
放大 电路
变换 电路
控制电路
执行 机构
被控 对象
输出
1.4.3 开环控制系统基本组成
2) 闭环控制系统的基本组成
扰动
































输出
传感器
图1.4.4 闭环控制系统基本组成
1.5 测控电路的发展趋势
1. 集成化
以往由分立元件和通用芯片构成的测控电 路,可以集成成为专用芯片实现相应的测控功 能,缩小了体积,简化了测控电路的设计,并 且其性能指标和可靠性大大提高,这将是今后 测控电路发展的主流方向。
通常将信号调理电路、数字化电路和驱动电 路统称为测控电路。它已融入测控系统的各个环 节,并在其中发挥重要的作用,可以说离开测控 电路,测控系统是无法实现的 。
测控电路一方面担负着信号二次变换的重任, 另一方面担负着实现控制功能的输出驱动信号的 重任。
由于被测和被控物理量及其相应传感器和驱 动器的多样性,与之相应的测控电路必然具有多 样性,因此测控电路在设计上灵活性很强。从测 量准确度的角度,测控电路位于二次仪表的最前 级,对测量的准确度起决定作用。
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