自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-01-03 19:48 本頁(yè)面
【正文】 ，對(duì)新設(shè)計(jì)的零部件也要考慮到今后在其他方面可能使用的通用性問(wèn)題。 開(kāi)環(huán)檢測(cè)系統(tǒng)的相對(duì)誤差為各個(gè)環(huán)節(jié)的相對(duì) 誤差之和，故環(huán)節(jié)愈多，誤差放大。因此在 設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，在滿足檢測(cè)要求的前提下， 應(yīng)盡量選用較少的環(huán)節(jié)。對(duì)丁閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)， 由于檢測(cè)系統(tǒng)的誤差主要取決了反饋回路， 所以在設(shè)計(jì)此類檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量減少反 饋環(huán)節(jié)的數(shù)量 。 如果把信息傳輸通道中的前一個(gè)環(huán)節(jié)視為信號(hào)源， 下一個(gè)環(huán)節(jié)視為負(fù)載，則可以用負(fù)載的輸入阻抗 ZL對(duì)信號(hào)源的輸出阻抗 ZO之比 α＝ |ZL|/|ZO|來(lái) 說(shuō)明這兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的匹配程度。當(dāng) α＝ 1或 |ZL|＝ |ZO|時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)可以獲得傳送信息的 最大傳輸效率。應(yīng)當(dāng)指出，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)為了照顧 測(cè)量裝置的其他性能，匹配程度 α常常不得不偏離 最佳值 l，一般允許在 α＝ 3～ 5范圍內(nèi)。 第二節(jié) 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的分析 ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ? 系統(tǒng)集成 一、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的分析 ? 檢測(cè)系統(tǒng)的分析是確定系統(tǒng)的功能、技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)任務(wù)，是設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)總方向的重要階段，主要是對(duì)要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法進(jìn)行全面的分析和研究，以便明確對(duì)本設(shè)計(jì)課題提出了哪些要求和限制，了解被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、所要求的技術(shù)指標(biāo)和使用條件等等 。 ? (1)首先明確檢測(cè)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的功能和需要完成的測(cè)量任務(wù)。包括被測(cè)參數(shù)的定義和性質(zhì)、被測(cè)量的數(shù)量、輸入信號(hào)的通道數(shù)、測(cè)量結(jié)果的輸出形式等。 ? (2)了解設(shè)計(jì)任務(wù)所規(guī)定的性能指標(biāo)。為了明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)了解對(duì)于被測(cè)參數(shù)的測(cè)量精度、測(cè)量速度、極限變化范圍和常用測(cè)量范圍、分辨率、動(dòng)態(tài)特性、誤差等方面的要求，以及對(duì)于儀器儀表的檢測(cè)效率、通用程度和可靠性等要求。 ? (3)了解測(cè)量系統(tǒng)的使用條件和應(yīng)用環(huán)境。首先應(yīng)當(dāng)了解在規(guī)定的使用條件下，存在哪些影響被測(cè)參數(shù)的其他因素，以便在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)法消除其影響。 從能量的觀點(diǎn)考慮，被測(cè)參數(shù)的性質(zhì)可以分為兩種，一種是壓力、流量、液位、溫度、電流之類建接與能源相關(guān)的 有源參數(shù) ；另一種是長(zhǎng)度、濃度、電阻等與能源沒(méi)有直接關(guān)系的 無(wú)源參數(shù) 。在檢測(cè)有源參數(shù)時(shí)，一般可直接利用被測(cè)對(duì)象本身的能源，但當(dāng)被測(cè)對(duì)象本身不具有足夠大的能量時(shí)，容易產(chǎn)生測(cè)量誤差，這時(shí)必須注意選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法。在檢測(cè)無(wú)源參數(shù)時(shí)，需要從外部供給必要的能源，而且通常采用 零位法或比較法 等檢測(cè)方法。 二、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) ? 確定系統(tǒng)的控制方式 ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的控制方式根據(jù)被測(cè)對(duì)象測(cè)試要求確定，其控制方式如果按照信號(hào)傳輸方式可分為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。按實(shí)現(xiàn)方式可以分為：手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和半自動(dòng)控制。 ? 輸入、輸出通道及外圍設(shè)備的選擇 ? 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中與計(jì)算機(jī)相連的輸入輸出通道，通常根據(jù)被測(cè)對(duì)象參數(shù)的多少來(lái)確定，并根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模及要求，配以適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備，如打印機(jī)、 CRT、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、繪圖儀等。選擇時(shí)應(yīng)考慮以下一些問(wèn)題。 （ 1）被測(cè)對(duì)象參數(shù)的數(shù)量； （ 2）各輸入、輸出通道是串行操作還是并行操作； （ 3）各通道數(shù)據(jù)的傳輸速率； （ 4）各通道數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)及選擇位數(shù)； （ 5）對(duì)顯示、打印有何要求 在檢測(cè)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)之后，即可 進(jìn)行總體方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì)。 所謂總體設(shè)計(jì)， 是從總體角度出發(fā)對(duì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) 的帶有全局性的重要問(wèn)題進(jìn)行全面考慮、分析和 設(shè)計(jì)計(jì)算?？傮w設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的 控制方式選擇 、 輸入輸出通道 及 外圍設(shè)備的選擇 、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 等幾個(gè)方面。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮散熱、電磁兼容性、防沖振、維護(hù)性等。創(chuàng)造使設(shè)備正常、可靠地工作的良好環(huán)境。具體要求如下。 （ 1）充分貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化、模塊化要求； （ 2）人機(jī)關(guān)系諧調(diào)，符合有關(guān)人機(jī)關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)，使操作者操作方便、舒適、準(zhǔn)確； （ 3）設(shè)備具有良好的維護(hù)性，需經(jīng)常維修的單元必須具有良好的可拆性； （ 4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足設(shè)備對(duì)強(qiáng)度要求，盡量減少重量，縮小體積； （ 5）盡量采用成熟技術(shù)，采用成熟、可靠的結(jié)構(gòu)形式和零、部件； （ 6）造型協(xié)調(diào)、美觀、大方、色彩宜人。 根據(jù)使用場(chǎng)地和用途的不同需求，可采用固定機(jī)柜式、移動(dòng)方艙式和便攜機(jī)箱式等多種結(jié)構(gòu)形式。 ? 畫(huà)出系統(tǒng)原理圖 ? 基于以上方案選擇之后，要畫(huà)出一個(gè)完整的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖；其中包括各種傳感器、變送器、外圍設(shè)備、輸入輸出通道及微型計(jì)算機(jī)。它是整個(gè)系統(tǒng)的總圖，要求簡(jiǎn)單，清晰，明了。 三、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) ? 微型計(jì)算機(jī)的選擇 微型計(jì)算機(jī)是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的核心，對(duì)系統(tǒng)的功能、性能價(jià)格以及研發(fā)周期等起著至關(guān)重要的作用。一般根據(jù)系統(tǒng)要求的 硬件和軟件 功能選擇計(jì)算機(jī)類型。為了加快設(shè)計(jì)速度，縮短研制周期，應(yīng)盡可能 采用熟悉的機(jī)型或利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn) 。 目前自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用較廣的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品種類很多，常用的有 PC機(jī)和單片機(jī)兩種。在選擇時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)具體要求，確定是采用現(xiàn)成的微機(jī)系統(tǒng)或者是采用某種微處理器芯片研制專用系統(tǒng)。 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的許多功能與主機(jī)的字長(zhǎng)、尋址范圍、指令功能、處理速度、中斷能力以及功耗都有著密切關(guān)系，因此，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)功能要求選擇最適合的微型計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能價(jià)格比。 檢測(cè)元件的選擇 在確定方案的同時(shí)，必
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