测控系统原理及设计1概论.pptxVIP

第1章 计算机测控系统概述1.2 测控技术与仪器专业的定位 测控技术与仪器专业是多个仪器仪表类专业合并而成的大专业，“测控技术与仪器”是指对信息进行采集、测量、存贮、传输、处理和控制的手段与设备。包含测量技术、控制技术和实现这些技术的仪器仪表及系统。其内涵如所示。课程名称 学分电路5模拟电子技术（I）3.5数字电子技术3.5微机原理与接口技术3.5自动控制原理4单片机原理与应用4可编程逻辑器件原理与设计 3 传感器原理4数字化测试技术4传感器技术课设1可编程逻辑器件课设 1单片机技术课设 1　本课程是测控专业的专业课，本课程 以模拟电路、数字电路、传感器技术和微机技术为前提，不同于先修课程，本课程主要学习如何将各个功能模块组装起来构成一个完整的测控系统，换言之，先修课程是从微观上学习各模块自身的原理及构成，而测控系统这门课程是从宏观上学习各个模块之间的连接及影响，学习如何将各个功能模块组合起来实现测试和控制的功能。测控系统设计原则步骤与实例可靠性与抗干扰技术数据采集技术人机接口与通信数据处理软件设计方法本课程的内容测控技术即“测量”和“控制”的技术测控技术与仪器即“测量技术”、“控制技术”和实现它们的仪器。测控技术涉及电子学、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术等多项技术，主要研究各种精密测试和控制技术的新原理、新方法和新工艺。 1.1 测控技术的核心概念测控技术研究的是如何运用各种技术工具延伸人的信息获取、处理、控制和操纵的功能，使动态过程稳定准确、提高效率、降低能耗等。测控技术的核心是信息、控制与系统，尤其是高度复杂系统的信息获取和控制问题，具有很大的挑战性和潜在的经济效益。如图水箱液位自动控制系统是典型的测控系统 测量：是人们对客观事物取得数量概念的一种认识过程。测量技术是实现这一过程的方法。控制：是人们对客观事物或过程进行驾驭、支配的一种操纵过程。控制技术是实现这一过程的方法。测量和控制是测控技术的重要手段。测控仪器属于仪器仪表范畴。 测控仪器和测控系统是检测技术的具体实现 ，是获取信息的工具。1.2 测控技术的发展传统的测量仪器仪表用以测量、观察、监视、验证、记录各种物理量、物质成分、物性参数等。如压力表、测长仪、显微镜等。随着工业的发展，测量和分析、计算、控制常常融为一体。因此，现代仪器仪表还包括计算、分析、控制、报警、信号传递和数据处理等功能。测量仪器与测控系统的发展第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表第二代为数字式仪器仪表第三代是智能式仪器仪表早期测控系统：1926年美国建成第一条汽车自动生产线 1952年美国研制出第一台数控机床 独立式智能仪器（简称称智能仪器）70年代微处理器的出现和广泛应用,产生以微处理器为核心,将计算机技术与测量仪器相结合的仪器. 功能可根据被测参数的变化自动选择合适的量程，进行自动校准、自动补偿、自动判断故障、优化控制等，具有一定的人类智能作用。智能仪器：随着电子技术的飞速发展，仪器仪表的功能从测量个别参数扩展为测量整个系统的各种参数；从使用单个仪器进行测量转变为用测量系统进行测量；从单纯的测量显示扩展为测量、分析、处理、计算、控制与通讯。温湿度计控制器1.3 测控技术的应用领域现代仪器仪表按其应用领域和自身技术特性大致划分为6个大类：1）工业自动化仪表和控制系统2）科学仪器3）医疗仪器4）电子与电工测量仪器5）各类专用仪器仪表6）传感器及仪器仪表元器件材料除了卫星测控等非常专业的领域外，日常生活中较少听到“测控”这个名词。更多听到的是这个设备(工艺)是“自动化的”或“自动控制的”。上述功能的本质都是测控技术。测控技术不仅应用于现代生产、科学研究、航空航天，也越来越多地应用于现代生活中。 *家庭： 全自动照相机、洗衣机、电饭煲 *建筑： 自动门禁、自动监控系统 *银行： 自动取款机ATM*交通： 自动控制红绿灯化工控制使用的仪表种类繁多，温度测量使用的仪表有热电偶、热电阻等；流量测量使用的仪表有差压式流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计和质量流量计等；液位测量使用的仪表有差压液位计、浮筒液位计、雷达液位计和超声波液位计等；还有许多与产品质量相关的物性如浓度、酸度、湿度、密度、浊度、热值以及各种混合气体组分等测量仪表。化工厂的控制室2.2.7 测控技术在航空航天业中的应用航空指的是在地球周围稠密大气层内的航行活动；航空飞行器有气球、飞艇、飞机等。航空仪表相当于飞机的耳目、大脑和神经系统，用来测量、计算飞机的飞行参数、调整飞机的运动状态，对保障飞机飞行安全、改善飞行性能起着重要作用。空中客车A380飞机驾驶舱飞机驾驶舱内的仪表盘是显示和控制飞行状态的核心，航空仪表测量的数据主要有：（1）飞行高度和飞行速度的测量（2）飞机状态和方向测量（3）过载测量：（4）发动机状态参数测量：（