數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)-展示頁(yè)
2025-01-16 15:37本頁(yè)面
【正文】 量該電壓 ， 并與存儲(chǔ)的數(shù)值相比較 。 當(dāng) V V6和 V8導(dǎo)通 ， 繼電器開(kāi)關(guān) S吸合時(shí) ， 電路組態(tài)為自測(cè)試狀態(tài) 。 繼電器開(kāi)關(guān) S吸合 ， 使 100∶ 1衰減器接入 ， 同時(shí) V V9導(dǎo)通 ， 放大電路被接成跟隨器 ， 并使輸出再經(jīng)分壓 ， 此時(shí) 19100 1100om a x ???????U 由上述計(jì)算可見(jiàn) ， 送入 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入規(guī)范電壓為 0～ V， 同時(shí) ， 由于電路被接成串聯(lián)負(fù)反饋形式并且采用自舉電源 ， 因此 V、 1 V和 10 V三擋量程的輸入電阻高達(dá) 10 000 MΩ。 Ｖ V9導(dǎo)通 ， 放大電路被接成跟隨器 ， 放大倍數(shù)為 1， 然后輸出經(jīng)分壓 ， 此時(shí) 1910om a x ??????U (4) 100V量程 。 V V6導(dǎo)通 ， 放大電路被接成電壓負(fù)反饋放大器 ， 其放大倍數(shù) Af及最大輸出電壓 Uomax分別為 1o m a xf???????UA量程標(biāo)定電路原理 S1.2＋－△∞S1.110 0 k ?9. 9 M ?HiLo10 0 k ?V9V1021 . 6 k ?9 k ?V6V51 k ?14 7 k ?＋ 15 VV8V7Uo (2) 1V量程 。 繼電器開(kāi)關(guān) S、 V5～ V10在微機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)的控制下 ， 形成不同的通 、 斷組合 ， 構(gòu)成 、 1V、 10 V、100 V和 1000 V五個(gè)量程以及自動(dòng)測(cè)試狀態(tài) 。 S為繼電器開(kāi)關(guān) ， 控制 100∶ 1衰減器是否接入 。 光纖傳感器可以從根本上解決由現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)傳感器引入的干擾。 采用集成傳感器可以減輕輸入通道的信號(hào)調(diào)理任務(wù)，簡(jiǎn)化通道結(jié)構(gòu)。 頻率量及開(kāi)關(guān)量輸出傳感器的使用 集成傳感器是將傳感器與信號(hào)調(diào)理電路做成一體。 大信號(hào)輸出傳感器的使用 2. 數(shù)字式傳感器 采用頻率敏感效應(yīng)器件構(gòu)成，也可以由敏感參數(shù) R、 L、 C構(gòu)成的振蕩器，或模擬電壓輸入經(jīng) V/F轉(zhuǎn)換等。 在都能滿足測(cè)量范圍 、 精度 、 速度 、 使用條件等情況下 ，應(yīng)側(cè)重考慮成本低 、 相配電路是否簡(jiǎn)單 、 可靠性等因素進(jìn)行取舍 ， 盡可能選擇性能價(jià)格比高的傳感器 。 ： 符合整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)總精度要求而分配給傳感器的精度指標(biāo)； （帶寬）： 符合整機(jī)要求； 滿足 被測(cè)介質(zhì)和使用 環(huán)境的特殊要求 ，如耐高溫、耐高壓、防腐、抗振、防爆、抗電磁干擾、體積小、質(zhì)量輕和不耗電或耗電少等； 可靠性和可維護(hù)性 的要求。 ? 了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可供選擇的傳感器 。 傳感器 前置 放大 濾 波 程控放大 濾 波 采集 電路 典型模擬調(diào)理電路的組成框圖 傳感器是信號(hào)輸入通道的第一環(huán)節(jié) ， 也是決定整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一 。 ，為便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對(duì)傳感器測(cè)量信進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。 按照系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集電路是各路共用一個(gè)還是每路各用一個(gè)，多路模擬輸入通道可分為兩大類(lèi)型 : ◆ 集中式采集 ◆分布式采集 一、多路模擬信號(hào)集中采集式 1. 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之一 多路分時(shí)采集分時(shí)輸入結(jié)構(gòu) 2. 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之二 多路同步采集分時(shí)輸入結(jié)構(gòu) 分時(shí)采集型 同步采集型 電路共同點(diǎn) N路傳感器、調(diào)理電路共用一組采集電路（ MUX、 S/H、 A/D） 電路不同點(diǎn) MUX前不接 S/H MUX前接 N個(gè) S/H 相鄰兩路信號(hào)采集時(shí)偏 (N為信號(hào)路數(shù) T為采樣周期 ) MUX對(duì) N路信號(hào)依次采樣，相鄰兩路采樣時(shí)偏 T/N N個(gè)采樣 /保持器同時(shí)采樣，不存在采樣時(shí)偏 適用場(chǎng)合 不嚴(yán)格要求同步采集的場(chǎng)合 嚴(yán)格要求同步采集的場(chǎng)合 二 、 分布式采集 通信接口 上位機(jī) 數(shù)據(jù) 采集站 1 數(shù)據(jù) 采集站 2 數(shù)據(jù) 采集站 3 數(shù)據(jù) 采集站 N … … … … …… 模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào) 網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu) ??NT ??T對(duì) A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間 集中采集式 分散采集式 電路共同點(diǎn) 都由傳感器、調(diào)理電路、采集電路三部分組成 電路不同點(diǎn) 有 MUX, N路共用一個(gè) S/H和 A/D 無(wú) MUX, N路各用一個(gè) S/H和 A/D 的要求 適用場(chǎng)合 適用于信號(hào)路數(shù) N不太多或中、低速測(cè)試系統(tǒng) 適用于信號(hào)路數(shù) N多或高速測(cè)試系統(tǒng) 第二節(jié) 模擬信號(hào)調(diào)理 ， 大多數(shù)不能直接輸送到顯示 、 記錄或分析儀器中去 ， 需要進(jìn)一步放大 ， 有的還要進(jìn)行阻抗變換 。第二章 智能儀器的數(shù)據(jù)采集技術(shù) ?數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) ?模擬信號(hào)調(diào)理 ?傳統(tǒng) A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù) ???型 ADC原理與接口技術(shù) ?數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)及舉例 ?數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差分析 是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量進(jìn)行取樣、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的裝置。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)（ Data Acquisition System） DAS 第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 傳感器 模擬 信號(hào)調(diào)理 數(shù)據(jù) 采集電路 微機(jī) 系統(tǒng) 傳感器 :將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào) 調(diào)理電路 :對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等調(diào)理 采集電路 :把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 多路模擬輸入通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 同時(shí)測(cè)量多種物理量或同一種物理量的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)。 ，需要去掉噪聲，提高信噪比。 采集系統(tǒng)信號(hào)調(diào)理 （ Signal Conditioning） 的任務(wù)： ?實(shí)現(xiàn)非電量信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換、小信號(hào)放大、濾波； ?零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差修正和量程切換等。 正確選用傳感器 ? 明確所設(shè)計(jì)的測(cè)控系統(tǒng)對(duì)傳感器的技術(shù)要求 。 ? 自行設(shè)計(jì) 一、傳感器的選用 將被測(cè)量 → 轉(zhuǎn)換 后續(xù)電路可用電量 ： ： 與被測(cè)量實(shí)際變化范圍相一致。 (一 ) 傳感器的主要技術(shù)要求 對(duì)于一種被測(cè)量 ， 常常有多種傳感器可以測(cè)量 ， 例如測(cè)量溫度的傳感器就有：熱電偶 、 熱電阻 、 熱敏電阻 、 半導(dǎo)體 PN結(jié) 、 IC溫度傳感器 、 光纖溫度傳感器等好多種 。 (二 ) 選用什么類(lèi)型傳感器 （ 可省去小信號(hào)放大環(huán)節(jié) ） 為了與 A/D輸入要求相適應(yīng)，傳感器廠家開(kāi)始設(shè)計(jì)、制造一些專(zhuān)門(mén)與 A/D相配套的大信號(hào)輸出傳感器。 具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、便于遠(yuǎn)距離傳送等優(yōu)點(diǎn)。例如，將應(yīng)變片、應(yīng)變電橋、線性化處理、電橋放大等做成一體，構(gòu)成集成壓力傳感器。 3. 集成傳感器 4. 光纖傳感器 這種傳感器其信號(hào)拾取、變換、傳輸都是通過(guò)光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)的，避免了電路系統(tǒng)的電磁干擾。 輸入電路的核心是由輸入衰減器和放大器組成的量程標(biāo)定電路 ， 如下頁(yè)圖所示 。 V5～ V10是場(chǎng)效應(yīng)管模擬開(kāi)關(guān) ， 控制放大器不同的增益 。 (三 ) 傳感器量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換 (1) V量程 。 V V10導(dǎo)通 ， 此時(shí)放大電路被接成串聯(lián)負(fù)反饋放大器 ， 其放大倍數(shù) Af及最大輸出電壓 Uomax分別為 19
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