机电检测技术 教学课件 ppt 作者 郭燕 韩京海 主编 朱丽琴 副主编第七章.pptVIP

第7章 现代检测技术 7.1 计算机检测系统 7.1.1 概述 计算机检测系统的特点如下： 1．开发性强，可靠性高：在不增加硬件的基础上可以通过开发不同的应用软件使检测系统实现不同的功能；同时由于“硬件软化”的效果，减少硬件中电路、元器件的数目，也会降低故障发生率，提高检测系统的可靠性； 2． 在科学研究中，应用计算机检测系统可以获取大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有用工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一； 3．计算机检测系统的测量和分析速度高，提高测量精度，可用于生产过程的在线测量和控制； 4．在离线测量方面的应用也非常广泛，根据设备或是产品的需要，在成产完毕之后对产品的质量进行离线测量，可提高产品的合格率。 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 1． 滤波器的类型 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 其频率函数为： 式中， 是滤波器的幅频特性。 该电路截止频率 ，当信号频时 ， ，信号几乎不衰减通过，而当时 ，信号衰减很大，当时 ， 。 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 2．数据的采集与保持 ⑴ 多路模拟开关及连接方法 多路模拟开关可以完成由多到一的转换，即把多个参数逐个、分时地接通，送入A/D转换器，简称多路开关；另外多路模拟开关可以把计算机的输出按一定顺序输出到不同的控制回路(或外设)，即完成由一到多的转换简称为反多路开关。 ⑵ 采样/保持器(S/H) 由于A/D转换器的转换受到速度的限制需要时间，因此在这段时间内如果输入的模拟信号发生变化就会使得A/D转换产生误差，信号变化的快慢也直接影响误差的大小。基于以上情况，就需要引入采样保持器，来减小误差。 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 3．A/D转换器 大多数的模拟量，如温度、湿度、位移、振动等物理化学量输入计算机系统时，都需要先将这些量转换为计算机能够识别的数字量。同时，在传感器模块的设计中，A/D转换也是重要的环节之一。 ⑴ 常用A/D转换器 A/D转换器按其工作方式、转换速率、转换精度等情况，可满足不同的使用场合和要求。按其工作原理不同，A/D转换器可分为积分型和比较型两大类。 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 ① 积分型A/D转换器 又称为间接型转换器，这类转换器是先将输入的模拟量（模拟电压）转换成某种中间量（时间间隔或频率），然后再将此中间量变换为相应的数字量。可分为如单积分型、双积分型、四重积分型、电荷平衡型和脉冲宽度调制型等。 其中双积分型A/D转换器是一种电压/时间转换的A/D转换器。在双积分A/D转换器中，总是先把输入模拟电压ui，转换成相应的时间间隔t，再用t去控制送入计数器的频率固定的CP脉冲的个数，从而实现A/D转换——将ui转换成计数器中的二进制数。电路组成如图7.5所示。 7.1.2 输入通道与计算机接口技术 ② 比较型A/D转换器 又称为直接型转换器。这是因为这种转换器是将输入模拟量(模拟电压)与基准电压直接进行比较，再转换成相应的数字量。比较型A/D转换器按内部工作时有无反馈，可分为反馈比较型A/D转换器和无反馈比较型A/D转换器。对于反馈比较型A/D转换器，根据控制逻辑电路的不同，又可分为逐次近似型和跟踪比较型。 ③ 无反馈比较型A/D转换器 是迄今为止能获得最快转换速度的A/D转换器，特别是其中的并行比较型A/D转换器。因此，高速A/D转换器一般都是属于无反馈比较型A/D转换器。这类A/D转换器又分为并行比较型、串行比较型和串-并行比较型等三种转换器。 7.1.3 数字/模拟转换及计算机接口技术 1．输出通道信号种类 根据输出对象的不同，计算机检测系统输出信号有：模拟量、开关量、数字量等输出信号。 ⑴ 模拟量输出信号 ① 直流电流信号 ② 直流电压信号 ⑵ 开关量输出信号 从性质上讲，开关量是一种二值型的输出量，即表征“开”与“关”，或者“是”与“非”等二种状态。开关量输出信号的几种基本表现形式： ① 开关量控制 ② 越限报警 ③ 反映系统本身的工作状态 ⑶ 数字量输出信号 数字量的输出方式是计算机控制系统中重要的信号输出形式。数字量输出信号分为串行和并行两种，串行用于较远距离的数据传输和信息交换，并行方式传输速度快，但所需导线条数多，只适合于较短距离的传输。 7.1.3 数字/模拟转换及计算机接口技术 2．D/A转换器及