测控常识讲稿-张鹏飞

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1、现代测试系统常识介绍总装成套分厂张鹏飞2009.81提纲现代动态测试技术概述一传感器相关选型基本常识二常用参量测试系统选型四数据采集卡相关选型基本常识三2一、现代动态测试技术概述3现代动态测试技术1现代动态测试技术是应用现代科学技术，研究动态信号采集、变换、传输和实时处理的技术。所谓应用现代科学技术是指将现代高新技术，如现代传感器技术、微电子技术、计算机技术、信号分析与处理技术等应用于测试系统与测试过程。追求的是动态性和实时性。现代动态测试技术则是包括信号采集、信号变换与传输、信号处理与分析、信号记录与显示的综合技术。一、现代

2、动态测试技术概述4一、现代动态测试技术概述现代动态测试系统的组成2现代动态测试系统种类很多，常见的是以微型计算机为核心的测试系统，也称为数据采集/控制系统，如图1所示，它由传感器、信号调理电路、多路转换开关、采样保持电路(S/H)、模数转换电路(A/D)、接口电路、微型计算机以及显示器、打印机、绘图仪等外部设备组成。5图1典型的数据采集/控制系统一、现代动态测试技术概述6其中，传感器的作用是将被测非电量转换为电量；信号调理电路的作用是将传感器输出的微弱信号进行放大或其他变换等加工处理，以便使传感器输出信号与A／D相适配；多路转

3、换开关的作用是将多路传感器输出信号按预定时序分时地与S/H电路接通，这种多路信号通道共享1个A／D，其优点是降低成本，减小体积；S/H的引入是因为A／D转换需要一定时间，它可以使信号转换期间模拟信号保持不变；A／D作用是将模拟信号转换为数字量，以便适应计算机工作需要；微型计算机是系统的核心，它主要有两个作用，一是通过软件协调使整个系统成为一个有机整体，按预定程序运行，二是对测试信号进行存储、运算(判断)、处理，并将处理结果通过输出接口送到外部设备进行显示、打印或绘制成图表；D/A的作用是将微型计算机输出的数字量恢复为模拟量，然

4、后用示波器或X—Y记录仪显示或记录，同时D／A输出的模拟信号也可作为自动控制系统的控制信号，驱动执行机构运转，使被控对象在预定的技术指标下工作。一、现代动态测试技术概述7二、传感器相关选型基本常识8二、传感器相关选型基本常识1传感器的定义传感器位于测控系统的输入端，一般由敏感元件、转换元件和信号调理电路等部分组成。9分类方法传感器种类说明按输入量分类位移、压力、温度、流量、湿度、速度、气体等传感器以被测物理量命名，包括机械量、热工量、光学量、化学量、物理参量等按工作原理分类应变式、电容式、电感式、压电式、热电式、光电式等以传感

5、器对信号转换的作用原理命名按结构分类结构型传感器敏感元件的结构在被测量作用下发生形变物性型传感器敏感元件的固有性质在被测量作用下发生变化，包括物理性质、化学性质和生物效应等按输出信号分类模拟式传感器、数字式传感器输出分别为模拟量和数字量电参数型和电量型传感器电参数型指中间参量为电阻、电容、电感、频率等；电量型指中间参量为电势或电荷按能量关系分类能量转换型传感器（有源型）传感器直接将被测量的能量转换为输出量的能量能量控制型传感器（无源型）传感器输出能量由外源供给，但受被测量的控制2传感器分类二、传感器相关选型基本常识10传感器的

6、基本特性传感器的基本特性是指传感器的输入-输出特性，一般分为静态特性和动态特性两大类。静态特性是当被测对象处于静态，即输入为不随时间变化的恒定信号时，传感器输入与输出之间呈现的关系。动态特性是指当输入量随时间变化时的输入－输出关系。3传感器的基本特性二、传感器相关选型基本常识11①量程②分辨力③阈值④灵敏度⑤重复性⑥迟滞⑦线性度⑧精度⑨稳定性衡量传感器静态特性的主要指标静态特性二、传感器相关选型基本常识12量程量程又称满度值，是指系统能够承受的最大输出值与最小输出值之差。二、传感器相关选型基本常识静态特性(续)13分辨力与阈值

7、分辨力是指传感器能够检测到的最小输入增量。使传感器产生输出变化的最小输入值称为传感器的阈值。二、传感器相关选型基本常识静态特性(续)14灵敏度传感器输出变化量与输入变化量之比为静态灵敏度，其表达式为：二、传感器相关选型基本常识重复性重复性表示传感器在同一工作条件下，被测输入量按同一方向作全程连续多次重复测量时，所得特性曲线的不一致程度。静态特性(续)15迟滞迟滞指传感器输入沿正向行程和反向行程变化时输入输出特性曲线的不一致性。二、传感器相关选型基本常识线性度为了标定和数据处理方便，通常希望传感器的输入输出呈线性关系。静态特性(

8、续)16常用的直线拟合方法有：理论拟合、端点连线拟合、最小二乘拟合等。相应的有理论线性度、端点连线线性度、最小二乘线性度等。二、传感器相关选型基本常识静态特性(续)17精度精度是反映传感器系统误差和随机误差的综合误差指标。经常用重复性、迟滞和线性度三项的和或者方和根来表示：二