自动检测技术及应用（第2版） 教学课件 ppt 作者 梁森 13检测教案，第十三章.doc

自动检测技术 课程 授课教案 PAGE  PAGE 6 第十三章 课题：检测技术的综合应用课时安排：4课次编号：20~21教材分析难点：信噪比重点：传感器综合应用教学目的和要求1．了解现代测试系统的基本结构 2．了解检测技术在温度、压力、流量、现代家电、现代汽车*、数控机床*、机器人*、智能楼宇中的应用*（*根据不同专业选讲）采用教学方法和实施步骤：讲授、课堂讨论、分析教具：各教学环节和内容演示： 给学生看各种DAQ。 第一节 现代测试系统的结构 一、现代检测系统的3种基本结构体系 现代检测系统可分为智能仪器结构、个人仪器结构和自动测试系统结构等3种基本结构体系 1．智能仪器 智能仪器是将微处理器、存储器、接口???片、人机对话设备以及传感器有机地融合在一起组成的检测系统。它有专用的小键盘、开关、按键及显示器（如数码管或点阵液晶屏）等，多使用汇编语言，体积小，专用性强。图13-1所示为智能仪器的典型硬件结构图。 图13-1 智能仪器典型硬件结构图 2．个人仪器 个人仪器简称PI，又称个人计算机仪器系统。它是以个人计算机（必须符合工控要求）配以适当的硬件电路与传感器组合而成的检测系统。由于它是基于个人计算机基础上的仪器，所以称为个人仪器。个人仪器的典型硬件结构框图如图13-2。 图13-2 个人仪器的典型硬件结构框图 组装个人仪器时，将传感器信号接到相应的接口板上，再将接口板插到工控机的USB接口上或总线扩展槽中，配以相应的软件，就可以完成自动检测功能。 课堂提问： 工控机与个人电脑的主要区别有哪些？ 3．自动测试系统 自动测试系统（缩写ATS）是以工控机为核心，以标准接口总线为基础，以可程控的多台智能仪器或个人仪器为下位机组合而成的一种现代检测系统。自动测试系统的原理框图如图13-3所示。 图13-3 自动测试系统原理框图 现代化车间中，一条流水线上往往要安装几十、上百个传感器，上位机利用预先编程的测试软件，对每一台智能仪器进行参数设置、数据读写，并且还能利用其计算、判断能力控制整个系统的运行。 许多自动测试系统还可以作为服务器工作站加入到互联网络中，成为网络化测试子系统，实现远程监测、远程控制、远程实时调试。 二、现代检测系统的特点及功能 （1）设计灵活性高 只需更改少数硬件接口，通过修改软件就可以显著改变功能，从而使产品按需要发展成不同的系列，降低研制费用，缩短研制周期。 （2）操作方便 使用人员可通过键盘来控制系统的运行。系统通常还配有CRT屏幕显示，因此可以进行人机对话，在屏幕上用图表、曲线的形式显示系统的重要参数、报警信号，有时还可用彩色图形来模拟系统的运行状况。 （3）具有记忆功能 在断电时，能长时间保存断电前的重要参数。 （4）有自校准功能 自校准包括自动零位校准和自动量程校准，能提高测量准确度 （5）具有自动故障诊断功能 所谓自动故障诊断就是当系统出现故障无法正常工作时，只要计算机本身能继续运行，它就转而执行故障诊断程序，按预定的顺序有哪些信誉好的足球投注网站故障部位，并在屏幕上显示出来，从而大大缩短了检修周期。 1．巡回检测的基本概念 从图13-1可以看到，检测系统涉及的传感器和输入量众多，其工作流程如下： 计算机首先根据存储在ROM或硬盘中的程序，向多路采样开关阵列的选通地址译码器写入准备采样的传感器地址，由译码器接通该地址对应的采样开关，所要采样的信号被连接到高准确度放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成数字量，计算机通过数据总线接受该信号。为了随机误差统计处理的需要，每个采样点需要快速地采样多遍。一个采样点采样结束后，计算机转而发送第二个采样地址，对第二个传感器采样，直至全部被测点均被采样完毕为止。如果被采集的信号不是模拟量而是状态量，计算机由I/O接口进行读操作；如果被采样信号是串行数据量，则通过串行接口接受该信号。 从上述分析可知，计算机不可能在同一时刻读取所有传感器来的信号，而是分时但快速地轮流读取所有的被测量，这种采样方式称为“巡回检测”（Data scanning）。 采样结束后，所有的采样值还需要经过误差统计处理，剔除粗差，求取算术平均值，然后存储在RAM中。计算机根据预定程序，将有关的采样值作一系列的运算、比较判断，将运算的结果分别送显示终端和打印终端，并将某些数值送到输出接口，输出接口将各数字量分别送到位控信号电路和多路D/A转换电路，去控制各种执行机构。若某些信号超限，计算机立即起动声光报警电路进行报警。 2．软件抗干扰技术 上述剔除粗大误差的方法中，除了可以按1.2节论述的数据统计原理进行外，在工业中经常采