输入输出通道

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特点：多路信号共同使用一个S / H 和A / D 电路，简化了电路结
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构，降低了成本。但对信号的采集由模拟多路切换器分时切换、
轮流选通的，因而相邻两路信号在时间上是依次被采集，不能获
得同一时刻的数据。因此对于要求多路信号严格同步采集测试的
系统不适用，适用于多数中速和低速测试系统。
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SY同IAE 步采集型的特点是在多路转换开关之前，给每路信号通路Fall, 2006 各加一个采样／保持器，使多路信号的采样在同一时刻进 行，即同步采样。然后由各自的保持器保持着采样信号幅 值，等待多路转换开关分时切换进入公用的S / H 和A / D 电 路将保持的采样幅值转换成数据输入主机。这样可以消除分 时采集型结构的时间偏斜误差，这种结构既能满同步采集的 要求，又比较简单。不足之处：由于各路信号保持时间不 同，致使各个保持信号的衰减量不同，因此，严格地说，这 种结构不能获得真正的同步输入。
﹕﹕
保持器
﹕﹕
输 出 扫
执行器
保持器
描 器
D/A
∥
开关量输入电路
∥
∥
开关量输出电路
∥
接口
计 算 机 接口
显示器
接口 接口
打印机
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测控系统输入输出通道（AI、AO、DI、DO）
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2.1 模拟量输入通道
一、模拟输入通道的基本类型与组成结构
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第二章 测控通道 （输入输出通道）
自动化学院☺沈阳航空工业学院
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计算机测控系统硬件构成
传感器
﹕﹕
传感器
调理电路
﹕﹕
多 路 切
调理电路
换 器
采样/保持器 A / D
被
控 对 象
执行器
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1. 传感器选用的主要依据
（1）具有将被测量转换为电量的功能，转换范围（如幅 度、频率等）与实际变化范围一致。
（2）转换精度符合分配要求（一般高于系统精度10倍）。 （3）转换速度符合系统要求。 （4）满足环境要求（如高温、高压、腐蚀、体积小等）。 （5）满足可靠性和可维护性要求。
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二、 传感器的选用
现代传感器在原理与结构上千差万别，合理地选 用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的 问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法 和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在 很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
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工业温度传感器的种类
工业热电偶
工业热电阻
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目前一般可供选用的传感器类型
（1）大信号输出传感器 放大电路与传感器做成一体，直接输出0-5V电压信号 或4-20mA直流标准信号。
（2）数字式传感器----一般输出频率，若是TTL电平，则可 直接接入计算机的I/O口。
除数字传感器外，大多数传感器都是将模拟非电量转换为模拟电量，而 且这些模拟电量通常不宜直接用数据采集电路进行数字转换，还需进行 适当的信号调理。因此，一般说来，模拟输入通道应由传感器、信号调 理电路、数据采集电路三部分组成，如图2 一1 一1 所示。
实际的微机化测控系统往往需要同时测量多种物理量（多参数测量）或 同一种物理量的多个测量点（多点巡回测量）。因此，多路模拟输入通 道更具有普遍性。多路模拟输入通道可分为集中采集式（简称集中式）
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传感器的选用
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如果测量一个温度，传感器如何选择？
STEP 1.确定传感器的类型
以温度传感器为例，现有的温度传感器类型： 热电偶、热敏电阻、半导体PN结、IC温度传感 器、红外温度计、光纤温度传感器……
选择依据：测量对象和测量环境
量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；
测量方式为接触式还是非接触式；环境要求：
高温、高压、腐蚀、振动………..
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接 触 式 温 度 传 感 器 主 要 类 型
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和分散采集式（简称分布式）两大类。
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1. 集中采集式（集中式）
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集中采集式多路模拟输入通道的典型结构有分时采集型和同
步采集型两种，分别如图2 一l 一2 ( a ）和（b ）所示。
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（3）集成传感器 将传感器与信号调理电路做成一体。
（4）光纤传感器 信号拾取、变换、传输都通过光导纤维实现，可避免 电磁干扰。
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传感器的选用
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如何选择合适的传感器？
STEP 1.确定传感器的类型
STEP 2.选择传感器的精度
传感器精度一般应优于系统精度的十倍左右
STEP 3.
灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性 其他考虑：成本
没有可以选择的传感器？定制、自行研制，软测量
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三、 模拟量的输入通道—信号调理
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2.
分散采集式（分布式）
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分散采集式的特点是每一路信号都有一个S / H 和A / D ，
因而也不再需要模拟多路切换器 。每一个S / H 和A / D 只
对本路模拟信号进行数字转换即数据采集，采集的数据按
一定顺序或随机地输入计算机，如图2 一1 一3 所示。