《测量系统的组成》课件.pptVIP

**********************测量系统的组成测量系统是指用于获取、处理和显示测量数据的装置或方法。测量系统通常由多个部分组成，每个部分都起着重要的作用。MM投稿人：MunawirMM测量系统的定义和作用1定义测量系统是指由传感器、信号调理电路、数据处理单元、输出单元等组成的系统。2作用用于测量物理量，并将测量结果转换成可读的形式，实现对物理量的监测、控制和分析。3应用领域广泛应用于工业生产、科研实验、医疗诊断、环境监测等各个领域。测量系统的主要组成部分输入环节测量系统的输入部分，用于接收被测量的物理量。传感器将被测物理量转换为电信号。信号调理对传感器输出的信号进行放大、滤波、整形等处理。数据处理对处理后的信号进行计算、分析、存储等操作。输入环节的功能和特点功能输入环节负责将被测量的物理量转换为电信号。它是测量系统中的关键环节，直接影响着测量的准确性和可靠性。特点输入环节通常需要具备高灵敏度、快速响应、稳定可靠等特点，以满足不同测量需求。此外，输入环节的设计还需要考虑抗干扰能力和工作环境的适应性。传感器的分类和原理按工作原理分类常见传感器包括电阻式、电容式、电感式、热电偶、热敏电阻、光电式、压电式等。按测量对象分类常见传感器包括温度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器等。按应用领域分类传感器可用于工业自动化、医疗设备、环境监测、航空航天等领域。常见传感器类型介绍温度传感器温度传感器测量温度变化，广泛应用于工业、医疗、农业等领域。压力传感器压力传感器测量压力变化，例如汽车轮胎压力、气象预报中的气压。光电传感器光电传感器利用光线变化进行测量，例如自动门、光电鼠标。接近传感器接近传感器检测物体距离变化，广泛应用于工业自动化、机器人等领域。信号调理部分的作用信号放大传感器输出信号通常很弱，需要放大才能满足后续处理要求。滤波处理滤除噪声和干扰，提高信号质量，确保测量精度。线性化将非线性传感器输出转换为线性信号，方便数据处理。模拟信号采集电路设计放大电路放大信号幅度，使之满足模数转换器的输入范围。滤波电路消除信号中的噪声和干扰，提高信号质量。抗混叠滤波器防止采样过程产生混叠现象，确保信号的真实性。信号调理电路对信号进行补偿、线性化等处理，使其符合模数转换器的要求。模数转换器的工作原理1采样模拟信号定期采集。2量化将采样值映射到离散值。3编码将量化值转换成数字代码。ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。ADC是测量系统中的核心组件，将模拟信号转换为计算机可处理的数字信号。ADC常见的类型及特性逐次逼近型ADC逐次逼近型ADC通过比较输入电压与内部参考电压，不断逼近真实值，速度较慢，但精度较高。并行比较型ADC并行比较型ADC采用多个比较器同时比较输入电压，速度快，但成本较高，精度相对较低。双积分型ADC双积分型ADC采用双积分运算，减少了噪声影响，精度较高，但速度较慢。Sigma-Delta型ADCSigma-Delta型ADC采用高频采样和数字滤波，适用于高精度和低功耗场合，但速度相对较慢。数据处理部分的功能11.数据转换将模拟信号转换为数字信号，进行数据格式转换，比如单位转换、数据压缩等。22.数据滤波去除测量数据中的噪声和干扰，提高数据质量和准确性。33.数据校准根据实际情况对测量数据进行补偿和修正，确保数据结果的准确性。44.数据运算对数据进行各种运算，比如平均值、方差、最大值、最小值等，以提取更多信息。微处理器/微控制器介绍微处理器是计算机的核心，负责执行指令，控制整个系统的运行。它通常由运算器、控制器、寄存器和内部总线等组成。微控制器是一种集成度更高的微处理器，除了处理器核心外，还集成了存储器、输入/输出端口、定时器、中断控制器等外设，可独立完成特定任务。存储单元的作用和形式存储单元作用存储单元是测量系统的重要组成部分。存储单元用于保存测量数据和程序。存储单元为数据处理提供数据支撑。存储单元形式存储单元可以采用多种形式，例如:闪存（FlashMemory）随机存取存储器(RAM)硬盘驱动器（HDD）数据存储的方式和设备数据库关系型数据库(RDBMS)用于结构化数据，非关系型数据库(NoSQL)用于非结构化数据。数据通常存储在磁盘或固态硬盘中。内存内存用于存储临时数据，例如当前正在运行的程序和操作系统。通常速度更快，但存储容量有限。存储卡存储卡，例如SD卡，用于存储数据，通常用于数据备份或将数据传输到