传感器与检测技术 教学课件 作者 朱自勤 主编 第8章完　现代测量系统.ppt

《传感器与检测技术 教学课件 作者 朱自勤 主编 第8章完　现代测量系统.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、传感器与检测技术主编朱自勤第8章　现代测量系统8.1　微机化检测系统的基本结构及特点8.1.1　微机化检测系统的基本结构8.1.2　微机化检测系统的功能特点8.1.3　微机化检测系统的结构特点8.2　传感器信号的预处理方法8.2.1　过程输入通道的分类8.2.2　模拟量输入通道8.2.3　数字量输入通道8.2.4　频率信号的预处理8.3　传感器信号的放大电路8.3.1　高精度、低漂移运算放大器第8章　现代测量系统8.3.2　高输入阻抗运算放大电路及仪表放大器8.3.3　隔离放大器和隔离放大系统8.3.4　程控增益放大器8.4　数据采集8.5　传感器信号的线性化与

2、标度变换8.5.1　非线性校正8.5.2　标度变换8.6　数字滤波8.6.1　概述8.6.2　几种常用的滤波方法8.7　微机化检测系统设计与应用实例第8章　现代测量系统8.7.1　设计的基本要求8.7.2　设计研制过程8.7.3　微机化检测系统设计实例8.1.1　微机化检测系统的基本结构图8-1　微机化检测系统组成框图8.1　微机化检测系统的基本结构及特点微机化检测系统是以微机为核心，单纯以“检测”为目的的系统。一般用来对被测过程中的一些物理量进行测量并获得相应的精确测量数据，因此，又称为数据采集系统。8.1.2　微机化检测系统的功能特点1)自动对零功能。2)量

3、程自动切换功能。3)多点快速巡回检测。4)数字滤波功能。5)自动修正误差。6)数据处理功能。7)多媒体功能。8)通信或网络功能。9)自我诊断功能。8.1.3　微机化检测系统的结构特点1)硬件系统方面。2)软件系统方面。1)硬件系统方面。由于微机化检测系统并不直接控制生产过程，因此按这类系统的功能要求，硬件系统中主机与生产过程只通过模拟量输入通道和开关量输入通道来联系，一般不需要过程输出通道。2)软件系统方面。在软件方面，它除了有控制数据输入的程序外，还要有与功能要求相适应的数据处理程序，包括运算、分析、记录、统计和判断等处理，最后由显示器或打印机列出其处理结果

4、。因微机化检测系统并不对生产过程直接控制，所以不需设置有关对控制信号的控制算法运算和控制信号的输出等程序。8.2　传感器信号的预处理方法计算机是以二进制数字信号为基础的，而被测对象所提供和所能接收的大多是模拟信号。8.2.1　过程输入通道的分类按照传感器输出信号的类型可将过程输入通道划分为模拟量输入通道和数字量输入通道。8.2.2　模拟量输入通道1.模拟量输入通道的一般结构形式　模拟量输入通道根据应用要求的不同，可以有不同的结构形式。2.模拟量输入信号的预处理方法　图8-3与图8-4中的信号调理电路、模拟多路切换器、采样保持器和A／D转换器都是为实现模拟信号

5、数字化而设置的，它们共同组成“采集电路”，目的是实现对传感器所输出的模拟信号进行预处理、数据采集和A／D转换，使之能传送至计算机。1.模拟量输入通道的一般结构形式(1)集中采集式: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8-3a、b所示。图8-3　集中采集式模拟输入通道典型结构a)分时采集型　b)同步采集型1.模拟量输入通道的一般结构形式(2)分散采集式:分散采集式的特点是每一路信号都有一个S／H和A／D，因而不需要模拟多路切换器。2.模拟量输入信号的预处理方法图8-4　分散采集式模拟输入通道典型结构2.模拟量输入信号的预处理方

6、法(1)前置放大器:在图8-5中，采用大信号输出传感器，可以省掉小信号放大环节。(2)硬件滤波器:微机检测系统在不同的环境下工作时，不可避免地会受到来自自然界、周围设备和由元器件物理性质所造成的干扰的影响。图8-6　典型的RC高通滤波器2.模拟量输入信号的预处理方法图8-7　典型的RC低通滤波器8.2.3　数字量输入通道1.数字量输入通道　一般结构的数字量输入通道主要由输入调理电路、输入缓冲器和输入地址译码电路(通常将后两部分称为接口电路)等组成，如图8-8所示。2.输入调理电路　数字量输入通道的基本功能就是接收外部装置或生产过程的状态信号。3.输入缓冲器　输入

7、缓冲器通常采用三态门缓冲器74LS244(74LS244有8个通道，可输入8个开关状态)，被测状态信息通过三态门缓冲器送到CPU数据总线。1.数字量输入通道图8-8　数字量输入通道的基本结构2.输入调理电路(1)小功率输入的调理电路:如果输入的数字信号为标准的TTL电平，就可以不考虑信号调理电路，这种情况下的数字量输入通道实际上就是一个接口电路。图8-9　小功率输入调理电路a)采用积分电路　b)采用R-S触发器(2)大功率输入的调理电路:在大功率系统中，需要从电磁离合器等大功率器件的接点输入信号。2.输入调理电路图8-10　大功率输入调理电路3.输入缓冲器输入缓

8、冲器通常采用三态门缓冲器