No.12现代检测系统.ppt

现代检测系统 传感器选择 多路模拟开关 A/D转换器 逐次逼近式 D/A转换器 计算机检测系统基本组成框图 传感器选择 多路模拟开关 数字信号处理技术 被测对象 传感器 信号 调理 多路 模拟 开关 采样 保持 检测系统 功率 放大 激励 装置 低通 滤波 A/D 显示 RAM CPU ROM 键盘 计算机总线 D/A 计算机检测系统基本组成框图 基本参数指标 环境参数指标 可靠性指标 其他指标 量程指标： 量程范围、过载能力等 灵敏度指标： 灵敏度、分辨力、满量程输出等 精度有关指标： 精度、误差、线性、滞后、重复性、灵敏度误差、稳定性 动态性能指标： 固定频率、阻尼比、时间常数、频率响应范围、频率特性、临界频率、临界速度、稳定时间等 温度指标： 工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等 抗冲振指标： 允许各向抗冲振的频率、振幅及加速度、冲振所引入的误差 其他环境参数： 抗潮湿、抗介质腐蚀等能力、抗电磁场干扰能力等 工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压及抗飞弧等 使用有关指标： 供电方式（直流、交流、频率及波形等）、功率、各项分布参数值、电压范围与稳定度等 外形尺寸、重量、壳体材质、结构特点等 安装方式、馈线电缆等 主要技术指标 导通电阻：200Ω 关断漏电流：nA~pA 开关时间：数百ns S7 S4 S2 S5 S1 译 码 器 A0 S0 A2 OUT S3 S6 由于计算机在任一时刻只能接收一路模拟量信号的采集输入，当有多路模拟量信号时需通过模拟转换开关，按一定顺序选取其中一路进行采集。一般多路转换开关（AMUX）有2n个输入端，N个控制选择端，一个控制端。对N个控制选择端（即地址）进行译码，选中某一个开关闭合。AUMX的一般性能要求是开关通导电阻小，断开电阻无穷大，转换速度快等。模拟多路开关的引入也引入了误差和延时。在选择模拟多路开关时，应根据具体要求，选择满足各种性能指标的合适的芯片。 数字信号处理技术 学习要求： 1.了解信号模数转换和数模转换原理　　 2.掌握信号采样定理，能正确选择采样频率 3.了解数字信号处理中信号截断、能量泄露、栅栏效应等现象　 4.掌握常用的数字信号处理方法 数字信号处理概述 　 1、数字信号处理的主要研究内容 数字信号处理主要研究用数字序列来表示测试信号，并用数学公式和运算来对这些数字序列进行处理。内容包括数字波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波。 0 A t X(0) X(1) X(2) X(3) X(4) 2、测试信号数字化处理的基本步骤 物理信号 对象 传感器 电信号 放大调制 电信号 A/D 转换 数字信号 计算机 显示 D/A转换 电信号 控制 物理信号 3、数字信号处理的优势 1)用数学计算和计算机显示代替复杂的电路 和机械结构 2)计算机软硬件技术发展的有力推动 a)多种多样的工业用计算机。 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? b)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统 模数(A/D)和数模(D/A) 　 采样――利用采样脉冲序列，从信号中抽取一系列 离散值，使之成为采样信号x(nTs)的过程． 编码――将经过量化的值变为二进制数字的过程。 量化――把采样信号经过舍入变为只有有限个有 效数字的数，这一过程称为量化． 1、A/D转换 4位A/D: XXXX X(1) ? 0101 X(2) ? 0011 X(3) ? 0000 实验： 逐次逼近式、双积分式、V/F变换式、并行式、串行式、过采样 ?-?型 x(nΔt) x(t) Δt q 000 001 010 011 x(n) n A/D转换过程 0 t s(t) 取样 量化 编码 取样 信号 s(t) 模拟 信号 x(t) xs(t) x(nΔt) x(n) 0 0 0 Δt 逐次逼近式ADC特点：中速、中精度的反馈型 双积分式 斜率固定 控制逻辑 积分器 比较器 计数器 时钟 数字量输出 A B T T1 T2 积分输出 0 t R C Vi Vr S 过采样 ?-?型：以很低的采样分辨率和很高的采样速率将模拟信号数字化, 通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增加有效分辨率, 然后对ADC输出进行采样抽取处理以降低有效采样速率。过采样是指以远远高于奈奎斯特(Nyquist)采样频率的频率对模拟信号进行采样。 V/F变换式：由V/F转换器和计数器构成。其特点：与积分