馬西秦-第14章微型計(jì)算機(jī)在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用(已修改)
2025-06-29 14:37 本頁(yè)面
【正文】 第十四章 微型計(jì)算機(jī)在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用 微型計(jì)算機(jī)在檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)已成為檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。在掌握傳感器及信號(hào)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的一些基本方法，可以方便地構(gòu)建微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。 第一節(jié) 現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)綜述 現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是總線技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù) . 一 .總線技術(shù) 總線是一組互聯(lián)信號(hào)線的集合，是計(jì)算機(jī)、測(cè)量?jī)x器、測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部以及相互之間信息傳遞的公共通路，也是微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的功能及形式與其總線標(biāo)準(zhǔn)有很大的關(guān)系。利用總線技術(shù)，能夠大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的兼容性、開放性、可靠性和可維護(hù)性，便于實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化以及組織規(guī)?；纳a(chǎn)，從而顯著降低系統(tǒng)成本。 總線的類別很多，分類方式多樣。 根據(jù)總線上傳輸?shù)男畔⒉煌?，?jì)算機(jī)系統(tǒng)總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線以及控制總線； 根據(jù)信息傳送方式，總線又可分為并行總線和串行總線； 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次上區(qū)分，總線分為片內(nèi)總線、元件級(jí)總線、系統(tǒng)總線（內(nèi)總線）及通信總線（外總線），如圖 141所示。 片內(nèi)總線 是集成電路芯片內(nèi)部用以連接各功能單元的信息通路。 元件級(jí)總線 是印刷電路板上連接各芯片 的信 息通路。 系統(tǒng)總線 是微機(jī)機(jī)箱內(nèi)的主板總線，用以連接微機(jī)系統(tǒng)的各插件板，一般為并行總線。 通信總線 用于微機(jī)系統(tǒng)之間、微機(jī)與儀器或其它外設(shè)之間的連接，可以是并行總線，也可以是串行總線。 圖 141 微機(jī)各級(jí)總線示意圖 系統(tǒng)總線 除了許多計(jì)算機(jī)總線可用作系統(tǒng)總線外，還有不少專門為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總線。系統(tǒng)總線主要包括： 1） VME/VXI總線 2） PCI總線 PCI(Peripheral Component Interconnect) 3） PXI總線 PXI(PCI Extension for Instrumentation) 通信總線 1）串行總線 2）并行總線 現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)總線（ Fieldbus）是用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。 圖 142 CAN測(cè)控網(wǎng)絡(luò) 二 .虛擬儀器技術(shù) 虛擬儀器由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三部分構(gòu)成，計(jì)算機(jī)與儀器硬件又稱為 VI的通用儀器硬件平臺(tái)。 虛擬儀器將計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面、數(shù)據(jù)處理能力與儀器硬件的測(cè)量、控制能力結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)以及分析處理。 虛擬儀器由三大功能塊構(gòu)成： 信號(hào)的采集與控制 , 信號(hào)的分析與處理 , 結(jié)果的表達(dá)與輸出 . 圖 143 虛擬儀器結(jié)構(gòu)圖 虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件，這是因?yàn)樘摂M儀器技術(shù)最核心的思想，就是充分利用計(jì)算機(jī)的硬／軟件資源，使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化 (虛擬化 )，最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)的功能與靈活性。 虛擬儀器的軟件框架由三部分構(gòu)成： VISA庫(kù)、儀器驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件。 三 .網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù)則是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)高速發(fā)展，以及對(duì)大容量分布式測(cè)量的大量需求背景下，由單機(jī)儀器、局部的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)到全分布式的網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試系統(tǒng)而逐步發(fā)展起來的。 目前，以 Inter為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在迅猛發(fā)展，隨著網(wǎng)絡(luò)信道容量的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)速度將不再成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的障礙。為了實(shí)現(xiàn)資源共享，許多企業(yè)都建立了自己的企業(yè)網(wǎng)（ Intra），并接入到 Inter，測(cè)試信息則通過企業(yè)網(wǎng)與外部 Inter互連，從而產(chǎn)生了基于網(wǎng)絡(luò)化的分布式測(cè)試系統(tǒng)。 圖 144 分布式測(cè)試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)場(chǎng)級(jí)總線用于連接現(xiàn)場(chǎng)的
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