现代测控复习

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1、第一章现代测量技术主要是对被测量的测量原理、测量方法、测量系统和数据处理等方面进行研究。常用的方法有直接测量法和间接测量法;测量系统有模拟式测量系统和数字式测量系统现代测量仪器包括独立仪器和虚拟仪器现代控制技术控制系统包括开环控制系统（信号传递是单方向，不能自动补偿）和闭环控制系统（信号沿着前向通道和反馈通道循环传递，能自动补偿）。控制系统应满足：稳定性、快速性、准确性、可实现性现代测控技术测控系统由于所采用的支撑技术不同，可以将现代测控技术分为基于网络的测控技术、基于无线网络的测控技术和基于虚拟仪器的测控技术。现代测控技术朝着数字化

2、、智能化、分布化、网络化和虚拟化方向发展第二章测控系统的组成结构一个测控系统包括：计算机部分：可由小型计算机、个人计算机、微型处理器和单片机等组成，是测控系统的指挥控制中心，包含硬件和软件两部分。测量输入部分：对被控对象相关参数的测量，并通过输入通道传给计算机。控制输出部分：对控制信号的变换、功率放大、执行机构的驱动等。通信部分：用于与上级或同级计算机交换数据信息或接收指令，可以用有线和无线方式。被控对象：是现场被测控设备、系统或子系统、生产过程等。输入通道信号的流通途径称为通道，输入通道包括数字量输入通道和模拟量输入通道。数字信号包

3、括二进制数字信号、开关信号、脉冲信号开关信号的调理：开关信号表现为逻辑“1”或“0”，信号的形式可能是电压、电流以及开关点的通断，波形和幅值不满足接口电路要求，需要进行信号调理。开关信号的隔离：开关的吸合和释放的高电压引入计算机系统，可能破坏计算机接口电路，需采用电气隔离手段，保证计算机系统的安全。模拟信号前置放大：模拟信号很微弱，需要前置信号放大，以满足A/D转换器的电压范围要求。模拟多路开关：实际计算机控制系统，往往有多路模拟信号输入，一般采用多通道复用一个A/D转换器的方案，以节省设计费用。A/D转换需要一定的时间，如果输入信号

4、频率太大，会引起转换误差，克服的方法就是在A/D转换器之前设置采样保持器。采样保持器：抽取某一瞬间输入信号的值，并在一定时间内保持不变。A/D转换器：将采样的离散模拟信号转换为离散的数字信号数据采集分为采集和量化两个过程。采集过程：由模拟多路开关和采样保持器完成，将被测的连续信号中抽取采样时刻的信号值。量化过程：由A/D转换器完成，将采样时刻得到的信号转换为数字信号，输入到计算机中。分析开关量转换电路和RC吸收防抖电路、开关量隔离电路工作原理；采样保持器工作原理；输入模拟信号的最大变化率对A/D转换的影响；输出通道输出通道包括数字量输

5、出通道和模拟量输出通道开关量输出调理l计算机输出的开关量信号是低电压的直流信号，其电压等级和输出功率难以驱动执行机构，需要进行电平转换和功率放大。l大功率的执行机构可能引高电压和大电流计算机系统，导致系统误动作或损坏，需要采取隔离措施。隔离措施有光电隔离和电磁隔离。光电隔离器件输出电流为毫安级，不能驱动执行机构，需要信号放大。模拟信号输出通道数字量转换为模拟量,需要D/A转换器，可采用每一路都设置一个独立的D/A转换器（优点：转换速度快、精度高、可靠性高。缺点：成本高，设计的系统或仪器体积大）或多路复用一个D/A转换器（优点：成本低、

6、设计的系统或仪器体积小。缺点：电路结构和程序设计复杂）。（1）将计算机系统和现场被控设备采取隔离措施（光电隔离或电磁隔离），在计算机与D/A转换器之间进行隔离，消除公共地线带来的干扰。（2）如果D/A转换器输出电流信号,需要转换为电压信号。（3）计算机远离控制现场时，需要将电压信号转换为电流信号（0~10mA，4~20mA)，以减少远距离传输时带来的干扰和衰减。分析有光电隔离的OC门输出电路、D/A输出电流转换为电压信号的电路工作原理。信号变换计算机控制系统信号包括模拟信号、离散的模拟信号和数字信号采样过程：将连续的模拟信号，按一定的

7、时间间隔T转换为在瞬时0、T、2T、3T、…、NT的一连串脉冲序列的过程。采样信号的表达式。采样周期长，采样信号f*(t)含原来连续信号f(t)的信息量少，无法反映连续信号的特征；采样周期短，损失的信息量少，可以重构原来的连续信号，但计算机工作量太大。如何确定一个采样周期呢？香农采样定理：连续信号f(t)的最高频率为fmax，若使采样信号f*(t)能包含原来信号的全部信息，则要求采样频率fs满足：量化过程：将离散的模拟量，转化为对应的二进制数字信号。量化过程由A/D转换器完成。量化误差：A/D转换器把不足一个量化单位的测量值进行舍去（

8、或截断）的整量化处理信号的恢复和保持器，零阶保持器特点及传递函数。数据处理干扰包括串模干扰和共模干扰。数字滤波的各种方法；标度变换；曲线拟合与插值（掌握线性插值方法）第三章传感器技术传感器主要有：微型传感器、数字传感器、