现代测控技术与系统-第1章ppt课件.ppt
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1、现代测控技术与系统现代测控技术与系统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第第1章章 绪论绪论p 测控系统的基本概念、系统构成、设计测控系统的基本概念、系统构成、设计p 基于网络的测控技术基于网络的测控技术p 基于机器视觉的测控技术基于机器视觉的测控技术 p 基于无线通信的测控技术基于无线通信的测控技术p 基于雷达的测控技术基于雷达的测控技术p 基于基于GPS的测控技术的测控技术p 基于虚拟仪器的测控技术基于虚拟仪器的测控技术课程内容课程内容严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇
2、报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 测控技术在自动化中的应用测控技术在自动化中的应用 传感器从传统的压力、温度、流量和液位四大热工量的测传感器从传统的压力、温度、流量和液位四大热工量的测量发展到目前具有光、电、磁、力及生物信息的感知,光量发展到目前具有光、电、磁、力及生物信息的感知,光纤、光栅等纤、光栅等光敏传感器光敏传感器,DNA、免疫等、免疫等生物信息传感器生物信息传感器,超声波等超声波等声敏传感器声敏传感器,可燃性气体、氧气、电子鼻等,可燃性气体、氧气、电子鼻等气敏气敏传感器传感器,可见光、红外光等,可见光、红外光等图像传感器图像传感器等。等。现代测控技术的发展现代测控技术的发展严格
3、执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 测控技术在自动化中的应用测控技术在自动化中的应用 控制器从早期的单片机、控制器从早期的单片机、PLC、个人计算机发展到、个人计算机发展到工控机和嵌入式机工控机和嵌入式机,嵌入式计算机与测控仪器设备日,嵌入式计算机与测控仪器设备日渐趋同,具有全局意义上的相通性;软件技术发展为渐趋同,具有全局意义上的相通性;软件技术发展为测控系统的网络化、远程控制测控系统的网络化、远程控制提供可靠的技术支持。提供可靠的技术支持。现代测控技术的发展现代测控技术的发展严格执行突发事件上报制度、校外活动报
4、批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 测控技术在自动化中的应用测控技术在自动化中的应用工业:工业:电力、石化、冶金、医药等电力、石化、冶金、医药等国防国防:现代武器系统现代武器系统高炮雷达探测系统、激光测高炮雷达探测系统、激光测距仪、预警雷达和预警机距仪、预警雷达和预警机 航天:航天:导弹、火箭、卫星导弹、火箭、卫星卫星工程包括卫星系统、卫星工程包括卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统和应用系统五运载火箭系统、发射场系统、测控系统和应用系统五大分系统;载人航天工程包括载人航天器系统、航天大分系统;载人航天工程包括载人航天器系统、航天员系统、
5、运载火箭系统、发射场系统、着陆场系统、员系统、运载火箭系统、发射场系统、着陆场系统、测控系统和应用系统七大分系统测控系统和应用系统七大分系统 现代测控技术的应用现代测控技术的应用严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 测控技术在自动化中的应用测控技术在自动化中的应用 测控设备软件化:软测量测控设备软件化:软测量 测控过程智能化:计算机测控过程智能化:计算机 高度的灵活性:软件高度的灵活性:软件 较强的实时性:在线,主频的快速提升较强的实时性:在线,主频的快速提升 可视性:可视化图形编程可视性:可视化图形编程 测控管
6、一体化:企业信息化测控管一体化:企业信息化 立体化:全球卫星定位、无线通信、雷达探测立体化:全球卫星定位、无线通信、雷达探测 现代测控系统的特点现代测控系统的特点严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计1.基于基于DAQ体系的结构模型体系的结构模型现代测控系统的结构模型现代测控系统的结构模型严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计2.基于网络
7、的测控系统模型基于网络的测控系统模型:基于现场总线基于现场总线严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计2.基于网络的测控系统模型基于网络的测控系统模型:基于基于Internet严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计2.基于网络的测控系统模型基于网络的测控系统模型:测控管一体化模型测控管一体化模型严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相
8、关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计现代测控系统的设计方法现代测控系统的设计方法硬件设计:硬件设计:约束条件:对象方面主要考虑其大小、形状、距离、环约束条件:对象方面主要考虑其大小、形状、距离、环境、物理量、用途等;测控系统需求方面主要考虑功能、境、物理量、用途等;测控系统需求方面主要考虑功能、反应速度、可靠性、测控精度等因素。此外还需考虑研反应速度、可靠性、测控精度等因素。此外还需考虑研制成本、产品成本以及开发周期。制成本、产品成本以及开发周期。系统模块设计技术:测控系统电路设计一般采用系统模块设计技术:测
9、控系统电路设计一般采用CPLD、FPGA、DSP等高集成度器件技术,主要以等高集成度器件技术,主要以PC商用机和基商用机和基于于PC104工控机为主;低功耗器件,对降低功耗与抗干扰工控机为主;低功耗器件,对降低功耗与抗干扰有积极意义;采用通用化、标准化硬件电路;软测量技有积极意义;采用通用化、标准化硬件电路;软测量技术;采用动态链接库。术;采用动态链接库。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计n系统设计技术:选用标准总线和通用模块单元,系统设计技术:选用标准总线和通
10、用模块单元,如程控仪器、数控如程控仪器、数控设备、现场总线仪表,例如设备、现场总线仪表,例如FF、USB、GPIB、Fieldbus、PCI和和VXI总线虚总线虚拟仪器板卡等;采用软件组态开发平台进行开发,拟仪器板卡等;采用软件组态开发平台进行开发,如可视化开发工具、通用软件包(如可视化开发工具、通用软件包(LabVIEW、LabWindows/CVI、Intouch、组态王等);采用组态王等);采用开放性技术实现可扩展性设计。开放性技术实现可扩展性设计。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与
11、设计现代测控系统的结构与设计软件设计软件设计n应用软件主要包括应用软件主要包括检测程序、控制程序、数据处理检测程序、控制程序、数据处理程序、数据库管理程序、系统界面程序程序、数据库管理程序、系统界面程序等。设计时等。设计时应在程序运行速度和存储容量许可的情况下,尽量应在程序运行速度和存储容量许可的情况下,尽量用软件实现传统仪器系统的硬件功能;信号处理和用软件实现传统仪器系统的硬件功能;信号处理和数据处理主要包括量程转换、误差分析、插值、数数据处理主要包括量程转换、误差分析、插值、数字滤波、字滤波、FFT变换、数据融合等技术;界面是测控变换、数据融合等技术;界面是测控系统和虚拟仪器的系统和虚拟仪
12、器的“窗口窗口”,设计美观,达到虚拟,设计美观,达到虚拟现实的效果。现实的效果。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计网络互联规范网络互联规范n统一的电气规格:输入输出信号线的定义、信号统一的电气规格:输入输出信号线的定义、信号的传输方式、信号的传输速度、信号的逻辑电平、的传输方式、信号的传输速度、信号的逻辑电平、信号线的输入阻抗与驱动能力等信号线的输入阻抗与驱动能力等n统一的机械特性:接插件的结构形式、尺寸大小、统一的机械特性:接插件的结构形式、尺寸大小、引脚定义
13、、数目等引脚定义、数目等n统一的编码格式协议:各网络设备的输入输出数统一的编码格式协议:各网络设备的输入输出数据应符合统一的编码格式和协议(总线协议)据应符合统一的编码格式和协议(总线协议)n统一的指令系统统一的指令系统 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计抗干扰设计抗干扰设计n误差修正(修正、滤波、补偿)误差修正(修正、滤波、补偿):n数据处理技术:采用图像处理、小波变换、数据处理技术:采用图像处理、小波变换、神经网络等各种智能先进算法进行数据补偿神经网络等各种
14、智能先进算法进行数据补偿技术技术 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计电路抗干扰技术电路抗干扰技术 :n电磁兼容性:噪声对正常信号的干扰主要通过三电磁兼容性:噪声对正常信号的干扰主要通过三种途径,即静电耦合、电磁耦合和公共阻抗耦合种途径,即静电耦合、电磁耦合和公共阻抗耦合,采用不同的措施解决。采用不同的措施解决。n屏蔽:隔离屏蔽的方法是将有关电路、元器件和屏蔽:隔离屏蔽的方法是将有关电路、元器件和设备等安装在设备等安装在铜、铝铜、铝等低电阻材料或磁性材料制等低电阻
15、材料或磁性材料制成的屏蔽物内,不使电场和磁场穿透这些屏蔽物,成的屏蔽物内,不使电场和磁场穿透这些屏蔽物,一般可分为静电屏蔽、低频磁场屏蔽和电磁屏蔽。一般可分为静电屏蔽、低频磁场屏蔽和电磁屏蔽。n隔离:主要包括物理性隔离、光电隔离、脉冲变隔离:主要包括物理性隔离、光电隔离、脉冲变压器隔离、模压器隔离、模/数变换隔离和运算放大器隔离等。数变换隔离和运算放大器隔离等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.2 现代测控系统的结构与设计现代测控系统的结构与设计n接地:能消除各电流流经一个公共地线阻抗产生接地:能消除各电流流经一
16、个公共地线阻抗产生的噪声,避免形成回路,有保护接地、屏蔽接地的噪声,避免形成回路,有保护接地、屏蔽接地和信号接地等。和信号接地等。n滤波:滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰滤波:滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰及信号传输线上感应的各种干扰,常用的滤波器及信号传输线上感应的各种干扰,常用的滤波器件有电感、电容、电阻及压敏电阻等。件有电感、电容、电阻及压敏电阻等。n布线:电路系统是由多个部分构成的,各部分在布线:电路系统是由多个部分构成的,各部分在电路板上的安排和布线连接与电路的抗干扰性能电路板上的安排和布线连接与电路的抗干扰性能有密切关系。有密切关系。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批
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