综合测控系统设计
测控系统技术课程设计
测控系统技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握测控系统技术的基本原理、方法和应用，培养学生的实际操作能力和创新意识。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）理解测控系统的基本概念、组成和分类；（2）掌握测控系统的硬件和软件设计方法；（3）熟悉信号处理、数据采集和控制算法等方面的知识。
2.技能目标：（1）能够运用测控系统技术解决实际工程问题；（2）具备测控系统硬件选型、软件设计和系统调试的能力；（3）熟练使用相关仪器仪表和编程软件。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作精神和责任意识；（2）激发学生对测控系统技术的兴趣，培养创新思维；（3）使学生认识到测控系统技术在现代社会中的重要性和应用价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.测控系统概述：介绍测控系统的定义、组成、分类和应用领域；2.测控系统硬件：讲解传感器、信号处理电路、执行器等硬件组件的选择和设计；3.测控系统软件：涵盖控制算法、数据采集、人机界面等方面的内容；4.测控系统实例分析：分析实际工程中的测控系统案例，让学生学以致用；5.实验操作：进行测控系统实验，培养学生动手能力和实际操作技能。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：系统地传授测控系统的基本原理和知识；2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养解决问题的能力；3.案例分析法：分析典型测控系统实例，帮助学生更好地理解理论知识；4.实验法：让学生亲自动手进行实验，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统性的学习资料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置完善的实验设备，确保学生能够进行实际操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，检查学生对知识点的掌握程度和应用能力；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力；4.考试：设置期中和期末考试，全面测试学生的知识水平和应用能力。
测控系统原理及设计
测控系统原理及设计测控系统原理及设计是一种将测量和控制过程结合起来的技术系统，它通过采集和处理数据，实时监测和控制被测对象的状态和参数，并根据设定的规则和算法，进行反馈控制，以实现预期的控制目标。
测控系统的原理主要包括传感器、信号采集、信号处理、控制器和执行机构等组成部分。
传感器是测控系统的感知器件，它能将被测对象的状态和参数转化为电信号，如温度、压力、流量等。
信号采集模块将传感器输出的模拟信号进行采样和量化转换，转化为数字信号，以便进行数字信号处理。
信号处理模块对采集到的数字信号进行滤波、增益和滤波等处理，提取出有效信息，并进行参数计算和特征提取。
控制器是测控系统的决策和执行器，根据信号处理模块提供的参数和目标值，生成控制规则和控制算法，并输出控制信号。
执行机构是测控系统的执行器，将控制信号转化为物理作用力，实现对被测对象的控制。
测控系统的设计需要考虑多个因素，包括被测对象的特性，控制目标的要求，系统的可靠性和稳定性等。
首先需要选择合适的传感器，根据被测对象的特性和参数要求，选择适当的传感器类型和规格。
其次，需要设计合理的信号采集和处理电路，确保信号的准确性和稳定性。
在控制器设计中，要根据控制目标的要求，选择合适的控制算法和调节策略，使系统能够快速响应和稳定控制。
此外，系统的可靠性和稳定性是设计中需要重点考虑的因素，需要做好故障检测和容错处理，确保系统在异常情况下能够保持正常工作。
总之，测控系统原理及设计是一门涉及多学科的综合性学科，需要了解传感器原理、信号处理技术和控制理论等方面的知识。
通过合理选取传感器、设计有效的信号采集和处理电路，以及选择合适的控制算法和策略，可以实现对被测对象的准确测量和精确控制，满足各种应用场景的需求。
测控系统原理与设计
测控系统原理与设计1. 引言测控系统是指用于测量和控制各种物理量和工艺过程的系统。
它在工业自动化、科学研究、医学诊断、环境监测等领域起着重要的作用。
本文将介绍测控系统的原理和设计过程，并探讨一些常用的技术和方法。
2. 测控系统的基本原理测控系统的基本原理可以概括为测量、采样、处理和控制四个过程。
2.1 测量测量是测控系统的核心过程，它用于获取被测量的物理量或工艺参数。
常用的测量方法包括传感器测量、光学测量、电磁测量等。
传感器是测控系统中最常见的测量设备，它能够将被测量的物理量转化为电信号，供后续的采样和处理。
2.2 采样采样是将连续的模拟信号转化为离散的数字信号的过程。
采样过程中需要确定采样频率和采样精度。
采样频率应根据被测量物理量的变化情况进行选择，采样精度则取决于采样器的分辨率和噪声水平。
2.3 处理采样得到的数字信号需要经过处理才能得到有用的信息。
处理过程可以包括滤波、放大、数字化等操作。
滤波可以去除噪声和杂散信号，放大可以增强信号的强度，数字化可以将模拟信号转化为数字形式，方便存储和处理。
2.4 控制控制是根据测量得到的信息对被控对象进行调节和控制的过程。
控制可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是在没有反馈信号的情况下进行的控制，而闭环控制则通过测量系统输出与期望值的差异进行调节。
3. 测控系统的设计过程测控系统的设计过程可以分为需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和系统测试等环节。
3.1 需求分析需求分析是测控系统设计的第一步，它需要明确系统的功能需求、性能要求和运行环境等。
在需求分析过程中，需要对被测量的物理量、测量范围、系统响应时间等进行详细的分析和规定。
3.2 系统设计在系统设计阶段，需要确定系统的整体架构和各个组件之间的关系。
系统设计需要综合考虑硬件和软件两方面的因素，选择合适的传感器、采样器、控制器等设备，并设计合理的数据传输和处理流程。
3.3 硬件设计硬件设计是测控系统设计的核心环节，它包括电路设计、布线设计和硬件模块的选型和搭建等。
测控系统原理与设计
3.4.2 51单片机 用于频率测量
3.4 脉冲信号的采集
3.4.4 V/F转换
3.5.1 开关量输入信号的调 理
3.5.3 开关量输入信号与光 耦的连接
3.5.5 数字量输入信号的采 集
3 检测信号采集技术
3.5 开关量信号的采集
3.5.2 光电耦合器
3.5.4 开关量输入信号与 CPU的连接
3.6.1 VI的 结构
B
4.3.3 调制解调器集 成电路
C
4.3 数字信号的频带传输
4.4.1 发射电路
4.4.3 采用CC2400的收发 器电路
4.4.5 蓝牙技木
4 数据通信技术
4.4 数字信号的无线传输
4.4.2 接收电路
4.4.4 采用nRF24E2的发射 电路
4.4.6 实现远程数据无线通 信的一种方案
05
测控系统原理与设计
演讲人
2 0 11 - 11 - 11
01
1 概述
1 概述
01
02
03
04
1.1 测控系 统的分类与 组成
1.2 智能测 控系统
1.3 嵌入式 系统
习题与思考 题
1.1.1 测控系统的分类
1.1.3 测控系统的基本概念
1.1.5 测控系统的建模
1 概述
1.1 测控系统的分类与组成
1.1.2 测控系统的组成
1.1.4 测控系统的性能指标
1.1.6 测控技术的发展
1 概述
1.1 测控系统的分类与组成
1.1.7 控制策略与算法的发展
1 概述
1.2.1 智能测控 系统的概念
1.2.3 智能测控系统 的主要功能特征
基于LabVIEW的电网综合参数测控系统设计
编写菜单响应程序 ，利用Ｌ ｂｌＷ ａＶ Ｂ￣供的菜单选择节点获取所选菜单
项 ，然后 在 一个 条 件结 构 中编 写与 菜单 选项 对 应 的功 能程序 。ｖ 运行 时 ， Ｉ 条件 结构 根据菜 单选 择节 点返 回 的菜单 执行相 应 的功 能程序 ［］ ２。
三 、工具栏
在此 软 件 界面 上 ，工 具栏 上 的按 钮 在Ｌ ｂ ｌＷ 件 中不 能找 到 ，这 就 ａ ＶＥ控
●Ｉ
基 于Ｌ ｂ Ｅ 的 电 网综 合 参数 测控 系 统 设 计 ａ ＶＩ Ｗ
王月梅 杨家富
江苏 南京 ２０ ３ ） １０ ７ （ 南京林 业大 学机械 电子工程学院
［ 摘
要］ ａ Ｖ Ｅ 虚拟仪器软件 广泛应用于测 控系统的开 发。介绍在Ｌ ｂ ｉ ｗ Ｌ ｂＩＷ ａ ｖ ｅ ￣定制 电网窗 口风格 的虚拟仪器技 术，包括菜单 、工具栏和状态栏 的定制和使用 、 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 界面 ａＶ Ｅ
实现 的功 能 ，用 线 将它 们有 顺序 的连 接起 来 ，就 可 以创 建 出完 整 的数 据流
程图 。
Ｃ 、进 行 函数 调试 分 析 ：采用 各 种 方式 进行 程 序调 试 ，修 改数 据流 程 图直至 满足要 求
一
、
登陆设 置
软件 的登 陆设 置，用 顺序 结构 控制 登 陆成功 之后 才 能显 示界 面 ，用 户 登 陆子Ｖ 属性 设置 成 软件运 行 时就 启动 ，弹 出登陆 界面 ，输 入 口令正 确 进 Ｉ
编 辑控 件 ，把 确 定 按钮 放 在Ｌ ｂｌＷ 面 板 上 ，右击 选 择 “ 级 自定 ａＶ Ｅ前 高
义 ” ［］ ３ ，点击 之后进 入 编辑状 态 ，点击 工具 栏 中溺 按钮 使其 变成 ，对着
生态环境综合监测系统设计实施方案
生态环境综合监测系统设计实施方案（此文档为word格式,下载后您可任意修改编辑！）目录1 概述 (1)1.1 项目背景及意义 (1)1.2 项目内容及目标 (1)1.2.1 项目内容 (1)1.2.2 项目目标 (2)1.3 开发原则 (2)1.4 开发依据 (3)2总体设计 (5)3 山洪灾害监测预警系统 (7)3.1 技术项目背景 (7)3.2 系统总体架构 (9)3.3 系统主要特点 (10)3.3.1 无需土建的一体化雨量站 (10)3.3.2 支持系统分步式建设 (11)3.3.3 充分利用雨水情自动监测系统资源的自动灾情预警报系统 (11)3.3.4 引入先进的宽带无线接入技术和产品拓宽通信网络，提出应急通信解决方案 (19)4泥石流监测预警系统 (22)4.1 技术项目背景 (22)4.2 系统框架总体 (22)4.3 无线传感网络法泥石流监测 (23)4.4 部分观测仪器选择 (26)5 滑坡监测预警子系统 (29)5.1 技术背景 (29)5.2 国内外地质灾害监测现状 (29)5.3 无人值守的山体滑坡监测预警系统技术框架 (30)5.4 地质灾害的安全监测 (32)5.5 观测仪器选择 (33)5.6 自动化采集系统 (36)6 桥梁和隧道监测预警子系统 (40)6.1 技术背景 (40)6.2 监测方案 (41)7 水质监测子系统 (44)7.1 技术背景 (44)7.2 系统框架 (45)7.3 系统配置 (46)8 土壤墒情监测系统 (47)8.1 技术背景 (47)8.2 系统框架 (47)8.3 系统配置 (48)9 气象监测系统 (49)9.1 技术背景 (49)9.2 系统框架 (49)9.3 系统配置 (50)9.4 现场安装图片 (51)10 系统集成 (52)10.1 功能介绍 (52)10.2 系统开发平台 (54)11 企业简介 (55)11.1 企业介绍 (55)11.2 企业文化 (56)11.3 企业组织机构 (58)11.4 企业人员构成 (58)11.5 企业研究领域、主要业务 (59)11.6 企业营业执照 (60)11.7 生产许可证 (61)11.8 ISO9001质量管理体系证书 (62)11.9 专利证书 (64)11.10 双软认证认证 (69)11.11 其他资质证书 (71)12 成功案例 (75)12.1 中国人民解放军第二炮兵部队某装备部水位监测项目 (75)12.2 某某市山洪灾害防治非工程措施建设项目 (77)12.3 某某省某某市六洋水库大坝安全监测系统 (83)1 概述1.1 项目背景及意义南水北调工程是把中国汉江流域丰盈的水资源抽调一部分送到华北和西北地区，从而改变中国南涝北旱和北方地区水资源严重短缺局面的重大战略性工程。
测控系统原理及设计概论
西安卫星 测控中心
测控系统原理及设计概论
中国于2000年10月开始发射“ 北斗”定位卫星，可提供高精度的 定位、测速和授时服务，中国计划 在2015年形成覆盖全球的卫星导航 定位系统。
测控仪器和测控系统是检测技术的具体实 现 ，是获取信息的工具。
测控系统原理及设计概论
1.2 测控技术的发展
传统的测量仪器仪表用以测量、观察、监视 、验证、记录各种物理量、物质成分、物性参数 等。如压力表、测长仪、显微镜等。
随着工业的发展，测量和分析、计算、控制 常常融为一体。因此，现代仪器仪表还包括计算 、分析、控制、报警、信号传递和数据处理等功 能。
计算机测控系统
测控系统原理及设计概论
第1章 计算机测控系统概述
测控系统原理及设计概论
1.2 测控技术与仪器专业的定位
测控技术与仪器专业是多个仪器仪表类专业 合并而成的大专业，“测控技术与仪器”是指对 信息进行采集、测量、存贮、传输、处理和控制 的手段与设备。包含测量技术、控制技术和实现 这些技术的仪器仪表及系统。其内涵如所示。
测控系统原理及设计概论
课程名称
电路
模拟电子技术（I）
数字电子技术
微机原理与接口技术
自动控制原理
单片机原理与应用
可编程逻辑器件原理与设计
传感器原理
数字化测试技术
传感器技术课设
可编程逻辑器件课设
单片机技术课设
测控系统原理及设计概论
学分 5
3.5 3.5 3.5
4 4 3 4 4 1 1 1
本课程是测控专业的专业课，本课程 以 模拟电路、数字电路、传感器技术和微机 技术为前提，不同于先修课程，本课程主 要学习如何将各个功能模块组装起来构成 一个完整的测控系统，换言之，先修课程 是从微观上学习各模块自身的原理及构成， 而测控系统这门课程是从宏观上学习各个 模块之间的连接及影响，学习如何将各个 功能模块组合起来实现测试和控制的功能。
某型航空发动机综合电子调节器测控系统设计
某型航空发动机模拟式综 合电子调节器担负着发动机 的状态控制与监控 、 故障告警等多项任务。其 工作原理 是 ： 以模拟电子信号的形式接 收来 自发 动机 、 气涡轮起 动机 燃
离位测控 ， 而综合 电子调节 器正常工 作时需要 接收来 自发 动机和飞机上各种传感器 的信号 ， 因此 ， 正确模拟这些传感
器 的信号是搭建测控系统的重要工作之一 。
上各信号器传来的信号和各传感器测量 的发 动机工作参数
及燃气涡轮启动机 的参数 ， 经过 各通道 和组 件按 照一定调
综合 电子调节器 接 收的外 部传 感器 信号 形式 多种 多 样， 主要有 ： 低压压气 机进 口导 流叶片角度 、 高压气 机 可
摘
要 ：基于虚拟仪器技术研制了某型航空发动机综 合电子调节器 测试 系统 ， 进行 了传感器 的虚拟 和硬
件部分 的设计 以及软件 的开发与调试 。实验测试证明 ： 控系统能够实现相关 传感器 的模拟 和所有信 号 测 的模拟发送 与采集 ， 测试精度高 ， 性能稳定 ， 在研究综合 电子调节器 内部结构和控制规 律 ， 以及发动机数字
ａ ｔ ｐｅ ｏＩ ａ ｒ ｅ ｌ ｙ ｅ ｏ－ ｎｇ ｎｅ
一 一 一
Ｌ ｏ ｇｄ ｎ ，ＷＡ Ｇ Ｌ ｉａ ， Ａ Ｇ Ｑ ａ —ｎ Ｉ ｎ —ｏ ｇ Ｈ Ｎ ｅ－ ｏ Ｙ Ｎ ｕ ｎｔ ｇ ｔ ｉ
（ ｎｔ ５ ２ Ａ ｒ ｏ ｃ ， ａ ｇ ｈ ｕ０ １ ３ ， ｈ ｎ ） Ｕ ｉ ９ ９ ７， ｉ Ｆ ｒ ｅ Ｃ ｎ ｚ ｏ ６ ７ ６ Ｃ ｉ ａ
控制系统设计 中具有重要 的工程应用价值 。 关键词 ：航 空发动机 ； 传感 器 ； 测控系统 ；电子 发动机调节器 中图分类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ －７ ７ ２ １ ） １０ １－３ ０ ０９８ （ ０２ ０ －１４ ０
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一般而言，在组态设计上只进行一次设计是很难开发出令人满意的界面的，所以在使用组态软件开发后，必须经过反复的调试修改之后才能达到理想的效果。在完成设计后，都可以与实际的设备通信，实现需要的监控要求。
1）画面存储，画面设计完成后，将设计的画面和程序全部存储。
2）程序运行，执行”进入运行环境“命令，启动运行系统，然后勾选进入系统运行画面，即可运行。
（1）测量范围：0-100mm
（2）测量精度：1% FS
（3）控制方式：当液位达到上限值时停止加热。
（4）报警方式：利用光闪烁报警。
2、每组制作一个液位高度测控系统，并测试性能指标。
（3）温度
1、在组态软件MCGS环境下，设计一个液体温度测量和控制电路原理图，其中温度变送输出DC1-5V，温度加热模块输入信号DC0-10V，该系统性能指标如下：
（1）测量范围：0-200Pa
（2）测量精度：1% FS
（3）控制方式：当气达到上限值时停止气泵。
（4）报警方式：利用光闪烁报警。
2、每组制作一个气体压力测控系统，并测试性能指标。
（2）液面
1、在组态软件MCGS环境下，设计一个液位高度测量和控制电路原理图，其中液位变送输出DC1-5V，水泵调节模块输入信号DC0-10V，该系统性能指标如下：
2.制作图形画面
根据所需的数字输入DI，数字输出DO，模拟输入AI，模拟输出AO，我们进行画面制作，点击进入用户窗口，在用户窗口的工具箱中查找所需的仪表，添加，将所需图形进行装载，进行整体的画面制作。
3.定义变量建立数据对象
实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心，在MCGS运行时，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，同时工程人员在计算机前发布的指令也要迅速送达现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
三、制作工艺流程
（1）工作原理
1.气压
本实验以气压箱作为气压控制研究对象，通过上位机，研华的PCI-1710板卡，电动调节阀，压力变送器组尘封的控制系统和压力变送器，变频器，组成的控制系统具备了对现场过程数据的动态监视功能，历史数据的归档功能，异常信号的报警功能以及现场操作的指导功能。
2.液位
本实验以双容水箱作为液位控制研究对象，通过上位机，研华的PCI-1710板卡，电动调节阀，压力液位变送器组尘封的控制系统和压力液位变送器，变频器，水泵组成的控制系统具备了对现场过程数据的动态监视功能，历史数据的归档功能，异常信号的报警功能以及现场操作的指导功能。
3.温度
本实验以水箱作为温度控制研究对象，通过上位机，研华的PCI-1710板卡，电动调节阀，温度变送器组尘封的控制系统和温度变送器，变频器，温度计组成的控制系统具备了对现场过程数据的动态监视功能，历史数据的归档功能，异常信号的报警功能以及现场操作的指导功能。
（2）调试过程
我们小组采用研华818HG通讯采集模块，进行数据采集与处理，进行外部设备的连接，安装与调试。
综合测控系统设计与制作
专业
测控技术与仪器
课程名称
测控技术与系统
教学任务
综合测控系统设计与制作
地点
测控实验室316
教学对象
测控专业1441
组员
韩庆张慧男陈利峰
一、设计要求
（1）压力
1、在组态软件MCGS环境下，设计一个气体压力测量和控制电路原理图，其中气体变送输出DC1-5V，气泵调节模块输入信号DC0-10V，该系统性能指标如下：
（1）测量范围：0-100℃
（2）测量精度：1% FS
（3）控制方式：当温度达到上限值时停止加热。
（4）报警方式：利用光闪烁报警。
2、每组制作一个液体温度测控系统，并测试性能指标。
二、设计原理步骤
1.建立新工程项目
在计算机上安装了“MCGS”组态软件，在Windows桌面上，会有“MCGS”组态环境与“MCGS”运行环境图标，鼠标双击“MCGS”组态环境图标，进入MCGS组态环境，新建工程及保存工程下的文件。
数据对象有开关型，数据型，字符型，事件型，组对象和内部数据对象等六种类型。本次我们只要考虑，开关量和数值量。
4.建立动画连接
我们所制作的动画是静态的，要逼真的显示系统运行状况，必须将图像和数据库中已设定的相应变量联系起来，即让画面“动”起来。将画面中的图形对象与数据库中的对应变量建立联系的过程称为”动画连接“。”动画连接“就是建立画面的图像与数据库变量的对应关系。
四、制作成果展示
1.主页面
2.压力
3.液位
44.温度
首先我们进行设备通讯采集模块各单元连接（布线），连接个模拟量输入，模拟量输出，及数字量输出，并且核查布线的正确行，然后我们进行给设备上电，开启主电源，给各模块进行通电，最后我们进入MCGS运行环境，进行调试处理。
打开MCGS软件，创建一个新工程，在用户窗口新建个给它命名为温度液压综合，进入用户窗口，新建4个用户窗口，依次命名为主页面，液位测量，压力测量，温度测量。根据要求依次添加所需的元件，进行连接，完成各个部分后进行通道连接再在板卡上模拟测试，根据所测得的值后在设备通道中进行数据处理，完全准确后接上液位测量小车，进行真实的液位，压力及温度的测量。