测控系统原理与设计2___测控通道ppt课件.ppt

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1、第二章测控通道本章内容：模拟输入通道模拟输出通道开关量输入/输出通道单元电路的级联设计定义:微机化测控系统中微机与被测对象之间的联系通道称为模拟输入通道。被测对象：大多非电量输入通道作用：采集参数，信号调理，模数转换目的：转换为微处理器可以处理的数字量。2.1.1基本类型与组成结构§2-1模拟输入通道2.1.1基本类型与组成结构传感器调理电路采集电路微机测控通道在测控系统中，一台微机往往要同时测量几个被测量，因而测控系统的输入通道常常是多路的。按照各路输入通道是共用一个采集通道还是每个通道各用一个，输入通道可分为集中采集式和分散采集式。模拟多路切

2、换开关A/D转换器采样/保持器控制逻辑微机传感器调理电路传感器调理电路传感器调理电路集中采集式之分时采集结构：采集电路电路简单，成本低，但不能获得各路信号同一时刻的值，适于中、低速采样系统中。模拟多路切换开关A/D转换器采样/保持器控制逻辑微机传感器调理电路传感器调理电路传感器调理电路采样/保持器采样/保持器采样/保持器采集电路电路较复杂，时间偏斜误差小于分时采样系统。适于中、低速采样系统中。集中采集式之多路同步采集结构：集中采样式总结：类型：分时采样型；同步采样型分时采样型特点：多路公用一个采样保持器和AD转换器电路简单；成本低；依次采集同步采样型特点：多

3、路同时被采样；保持电路的　　　　　　　泄放会产生误差。分散式采集结构传感器调理电路传感器调理电路传感器调理电路采样/保持器采样/保持器采样/保持器A/D转换器A/D转换器A/D转换器控制逻辑计算机采集电路电路较复杂，成本较高。适于对速度要求较高的采样系统中。分散采集式特点特点：没有模拟多路切换器；都有各自Ｓ／Ｈ和Ａ／Ｄ。随机或顺序进入计算机。§2-1-2传感器的选用一、对传感器的主要技术要求：1、实现物理量到电信号的转换，满足量程需求。2、精度满足要求，速度满足要求。3、满足环境要求。4、满足可靠性和可维护性要求。5、满足性能价格比要求。二、可供选用的传感器

4、类型1、大信号输出传感器2、数字式输出传感器3、集成式传感器4、光纤传感器其他:BCD码输出、专用特制等。1、大信号输出传感器①要求：与A/D相配套的大信号输出传感器；②特性：A.把放大电路与传感器做成一体，使传感器能直接输出0～5V、0～10V或0～2.5V要求的信号电压；把传感器与相应的变送器电路做成一体，构成能输出4～20mA直流标准信号的变送器。可省去小信号放大环节。大信号输出传感器应用图图2-1-4大信号输出传感器的使用①对于大电流输出，只要经过简单I/V转换即可变为大信号电压输出。②对于大信号电压可以经A/D转换，也可以经V/F转换送入微机，但后

5、者响应速度较慢。2、数字式输出传感器1.构成：采用频率敏感效应器件构成，也可以是由敏感参数R、L、C构成的振荡器，或模拟电压输入经V/F转换等。2.特性：①数字量传感器一般都是输出频率参量，具有测量精度高、抗干扰能力强、便于远距离传送等优点。②传感器输出如果满足TTL电平标准，就可以直接接入计算机的I/O口或中断入口。如果传感器输出不是TTL电平，则须经电平转换或放大整形。③下页图2-1-5所示，频率量及开关量输出的传感器还具有信号调理较为简单的优点。3.用途：非快速测量时选用。频率开关输出传感器应用图图2-1-5频率量及开关量输出传感器的使用3、集成式传

6、感器1.构成：将传感器与信号调理电路做成一体。例如，将应变片、应变电桥、线性化处理、电桥放大等做成一体，构成集成压力传感器。2.特性：采用集成传感器可以减轻输入通道的信号调理任务，简化通道结构。4、光纤传感器特性：其信号拾取、变换、传输都是通过光导纤维实现的，避免了电路系统的电磁干扰。在信号输入通道中采用光纤传感器，可从根本上解决由现场通过传感器引入的干扰。1.向传感器厂家定购，价格高；2.实用设计方法：①从传感器定型产品中选一个作为基础件，在其前设计一种敏感器或在其后设计一种转换器的方案进行；②组合方案，各种方式的传感器组合后达到满足特定测量需要的特制传感

7、器。特殊需要传感器的解决方法2-1-3信号调理电路的参数设计和选择在一般测量系统中信号调理的任务较复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理（SignalConditioning），相应的执行电路统称为信号调理电路。小信号放大滤波零点校正线性化温度补偿误差修正量程切换前置放大低通陷波高通至采集电路传感器信号硬件完成，信号调理电路的重点软件完成典型信号调理电路的组成信号调理的内容一、前置放大器多数传感器输出信号都比较小，必须选用前置放大器进行放大。判断传感器信号

8、“大”还是“小”和要不要进行放大的依据是什么？放大器