智能化测控系统》课程设计.ppt
测量系统的智能化PPT课件
二标准值实时自校法
自校准功能实现的原理框图如图所准值，输出值为y0＝a0； 第二步标定，输入信号为标准值VR，输出值为yR； 第三步测量，输入信号为传感器的输出Vx，输出值为yx，则被校环节的增益a1为：
a1
yR y0 VR
Vx
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干扰的耦合方式
上述干扰的耦合方式主要有以下四种： ➢静电耦合：即经杂散电容耦合到电路中去。 ➢电磁耦合：即经互感耦合到电路中去。 ➢共阻抗耦合：即电流经两个以上电路之间的公共阻抗耦合到电路中去。 ➢漏电流耦合：即由于绝缘不良由流经绝缘电阻的电流耦合到电路中去。
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电容耦合
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(4)加入校正环节
在整个检测系统中加入非线性校正环节的 方式，可以是串联方式接入，即开环式；也 可以是作为系统的反馈回路接入，即闭环式。 非线性校正环节本身的持性是非线性的，用 它的非线性去补偿检测系统的非线性。非线 性校正环节持性，由检测系统的非线性持性 用解析法或图解法求得。
这是一种分段线性插值法。它是根据精度要求 对反非线性特性曲线（如图5－2）进行分段， 用若干段折线逼近曲线。将折点座标值（ui，xi） 存入数据表中，测量时首先要判断输入被测量xi 的电压值ui是在哪一段，然后根据那一段的斜率 进行线性插值，即得输出值yi=xi。 以三段为例，折点座标值为：(ul，xl），（u2， x2），(u3，x3)，(u4，x4），如图5－3所示。
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数字线性化
上面介绍的线性化方法是在模拟量的输入通道中加非 线性补偿电路。在非电量电测系统中，非线性校正装 置也可以放置在A／D转换之后。随着计算机技术的 广泛应用，尤其是微型计算机的迅速发展，人们想到 了充分利用计算机处理数据的能力。
智能测控系统设计PPT课件
智 能 测 控 系 统 设 计
AD620低价格低功耗仪器放大器
智 能 测 控 系 统 设 计
AD620引脚
智 能 测 控 系 统 设 计
AD626低价格单电源仪器放大器
管脚及其功能
智 能 测 控 系 统 设
计 接电容实现低通 滤波
接地 G=100； 悬空G=10
智 能 测 控 系 统 设 计
AD625应用示例
智 能 测 控 系 统 设 计
3．3 可编程增益放大器（PGA）
智
1. AD526同相比例放大器
能
测
2. LH0084仪器放大器
控
系
统
设
计
AD526同相比例放大器
智 能 测 控 系 统 设 计
AD526管脚
智 能 测 控 系 统 设 计
LH0084仪器放大器
双二次型低通滤波器
智 能 测 控 系 统 设 计
二阶压控电压源高通滤波器
低通滤波器 中电阻电容
交换位置
智 能 测 控 系 统 设 计
无限增益多路反馈高通滤波器
低通滤波器 中电阻电容
交换位置
智 能 测 控 系 统 设 计
双二次型高通滤波器
智 能 测 控 系 统 设 计
3．5 集成开关电容滤波器
LMF40的振荡器
智 能 测 控 系 统 设 计
可以构造一个 RC振荡器
LMF40的典型连接
智 能 测 控 系 统 设 计
集成有源滤波器芯片MAX280
5阶（片外1阶，片内4阶），零直流误差，低通 滤波器。分频比100:1，截止频率0~20kHz
智 能 测 控 系 统 设 计
智能化测控应用系统设计
目录1 前言 (2)1.1设计思想 (2)1.2设计任务和技术指标 (2)2.总体方案设计 (3)2.1总体方案框图 (3)2.2方案一 (3)2.3方案二 (5)2.4方案论证和方案选择 (5)3.单元模块的设计 (7)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 LM317可调稳压电压源基本电路的设计 (7)3.1.2 DAC0832控制部分的设计 (7)3.1.3 单片机控制部分的设计 (9)3.2电路参数的计算及元器件的选择 (9)3.2.1 整流电路的参数计算及元件选择 (9)3.2.2 滤波电路的参数计算及元器件的选择 (10)3.2.3 LM317的参数计算 (10)3.3特殊器件的介绍 (11)3.3.1 DAC0832的介绍 (11)3.3.2 ULN2803 (12)3.4各单元模块的联接 (13)4.软件设计 (14)4.1说明软件设计原理及设计所用工具 (14)4.2软件设计总体流程图 (14)4.3主要软件设计流程框图 (15)4.3.1初始化模块 (15)4.3.2 LED显示模块 (16)5系统调试 (17)5.1系统软件调试 (17)5.1.1制图软件：protel 99 se (17)5.1.2仿真软件：ISIS (17)5.2系统硬件调试 (17)6系统功能、指标参数 (18)6.1系统能实现的功能 (18)6.2系统指标参数测试 (18)6.3系统功能及指标参数分析 (18)7结论 (19)8总结与体会 (20)9.参考文献 (21)附录1： (22)附录2 程序清单 (23)1 前言1.1设计思想在现代生活中，几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，因此直流稳压电源的应用非常的广泛。
直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。
在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的（长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏）但在直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的，这样将会引起很多问题。
测控技术的课程设计
测控技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解测控技术的基本概念、原理及在实际应用中的重要性；2. 掌握测控系统中的传感器、执行器、数据采集与处理等关键技术；3. 理解并掌握测控系统的设计原则和方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决实际测控问题，具备初步的测控系统设计能力；2. 能够操作常见的测控设备，进行数据采集、处理和分析；3. 能够运用测控软件进行数据可视化及分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术的兴趣，激发学生主动探究新知识的精神；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 增强学生的创新意识和实践能力，使其具备解决实际问题的自信心。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新技术有一定的好奇心，但实践能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、实验教学等方法，引导学生主动参与，提高学生的实践能力和创新意识。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 测控技术基本概念与原理：包括测控系统的定义、功能、分类及其在工业、农业、医疗等领域的应用。
教材章节：第一章 测控技术概述内容列举：测控系统的发展历程、基本组成与工作原理。
2. 传感器与执行器：介绍各种传感器的工作原理、特性及应用，以及执行器的种类、性能和选用原则。
教材章节：第二章 传感器与执行器内容列举：传感器分类、原理及选型，执行器类型、性能及控制方法。
3. 数据采集与处理：讲解数据采集系统的组成、工作原理，以及数据预处理、分析和可视化方法。
教材章节：第三章 数据采集与处理内容列举：数据采集硬件与软件，信号处理方法，数据可视化技术。
4. 测控系统设计：阐述测控系统设计的原则、步骤和方法，结合实际案例进行分析。
教材章节：第四章 测控系统设计内容列举：系统设计原则，硬件选型与连接，软件开发与调试。
智能化测控应用系统设计报告正文
1前言 (2)2总体方案设计 (3)2.1方案对比 (3)2.1.1 方案一 (3)2.1.2 方案二 (4)2.2方案论证 (4)2.3方案选择 (5)3单元模块设计 (6)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (6)3.1.1 单元模块功能介绍 (6)4软件设计 (13)4.1软件设计原理及设计所用工具 (13)4.1.1 制图软件Altium Designer Winter 09 (13)4.1.2 Keil仿真软件 (14)4.2系统程序设计 (14)4.2.1 主程序流程图 (15)4.2.2 主程序设计流程 (16)5系统调试 (17)6结论 (18)7总结与体会 (19)8谢词 (20)9参考文献 (21)附录1 (22)附录2 (23)附录3 (24)附录4 (25)1 页1前言自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。
随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。
因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。
自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。
本设计采用了MCS-51系列单片机设计一种体积小、操作简单的便携式自行车的速度里程表，它能自动地显示当前自行车行走的距离及运行的速度。
2 页3 页2总体方案设计根据本系统所要实现的功能为：1、设计以单片机和速度感器为核心的速度过高报警装置。
2、能实现自行车轮子圈数信号的检测、传输和处理功能。
3、当自行车速度超过一定值时报警。
4、具有实时显示速度值或里程值和速度超高报警功能。
所以根据设计要求制定了以下两种方案。
测控系统培训课程设计
测控系统培训课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解测控系统的基本原理，掌握测控系统各组成部分的功能及相互关系。
2. 掌握测控系统常用的传感器及其工作原理，了解其在实际应用中的选型方法。
3. 学会分析测控系统的性能指标，了解影响系统性能的因素。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的测控系统，并进行仿真实验。
2. 掌握测控系统调试与故障排除的基本方法，具备实际操作能力。
3. 能够使用相关软件对测控系统进行数据采集、处理和分析，提高实际应用能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对测控技术浓厚的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识，培养其在实际工程项目中与他人协同工作的能力。
3. 引导学生关注测控技术在国家经济建设和国防事业中的应用，培养其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的物理、数学和电子基础知识，对测控技术有一定了解，但实际操作能力较弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养其解决问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使其成为具有社会责任感和使命感的优秀人才。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 测控系统概述：介绍测控系统的基本概念、发展历程、应用领域，使学生了解测控技术的重要性。
教材章节：第一章 测控系统概述内容：测控系统基本概念、发展历程、应用领域。
2. 测控系统硬件组成：讲解传感器、执行器、信号调理电路等硬件组成部分，使学生掌握各部分功能及选型方法。
教材章节：第二章 测控系统硬件组成内容：传感器、执行器、信号调理电路、数据采集卡。
3. 测控系统软件设计：介绍测控系统软件设计方法，包括数据采集、处理、分析等，提高学生的实际应用能力。
智能化测控应用系统设计报告正文
目录1 前言 (1)2总体方案设计 (2)2.1方案一：采用单片机来控制超声波测距 (2)2.2 方案二：采用锁相环频率合成技术 (3)3单元模块设计 (4)3.1 51系列单片机的功能特点 (4)3.2单片机控制LED显示 (5)3.3键盘输入 (6)3.4超声波发射电路 (7)3.5超声波接收电路 (8)4软件设计 (10)4.1主程序流程图 (10)4.2外中断程序 (11)4.3超声波发射程序 (11)4.4键扫描子程序 (12)5系统调试 (13)6结论 (14)7总结与体会 (15)8参考文献 (16)附录 (17)设计电路图 (17)相关设计程序： (18)1 前言目前,非接触式测距仪常采用超声波、激光和雷达。
但激光和雷达测距仪造价偏高,不利于广泛的普及应用,在某些应用领域有其局限性,一般仅用于军事工业。
相比之下,超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低,且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响对外界光线、色彩和电磁场不敏感,更适于黑暗、电磁干扰强、有毒、灰尘或烟雾的恶劣环境,在识别透明及漫反射性差的物体上也更有优势。
所以超声波测距在各种场合均得到广泛应用,如倒车防撞雷达、海洋测量、物体识别、工业自动控制,建筑工程测量和机器人视觉识别。
本课题设计了一种以AT89C52 单片机为核心的低成本、高精度、小型化的超声波传感器测距仪，其硬件电路和软件程序设计思路清晰，方案简单可行，而且利用51系列单片机设计的测距仪便于操作、读数直观，该类测距仪工作稳定，能满足一般近距离测距的要求，且成本较低、有良好的性价比。
2总体方案设计2.1方案一：采用单片机来控制超声波测距采用单片机来控制的超声波测距仪是先由单片机产生一个信号，经过信号线，把信号引入到与超声波发射器相连的信号引脚上，再由超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
智能测试系统设计二PPT课件
4.5 实例图片：工控机
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4.5 PC机自动测试系统２
4.5.2 系统设计实例 以单片机为核心的测试系统的不足在于：软件资源难于利用，控制界面
不太友好，数据存储量小，固件程序修改困难。 基于PC的自动测试系统的常见数据通信方式：插卡式(PCI、ISA等)、外
总线式(RS-232、USB等)。 基于PC的数据采集卡的基本设计方法 PC与I/O插卡的接口电路由译码、缓冲、逻辑控制电路组成，如图4-21 实例图片：数据采集卡（PCL-818L /USB2010 ） 、模块（I-7017）
4.６分布式自动测试系统２
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4.６分布式自动测试系统３
4.6.3 单片机与PC机的串行通信 (1) 单片机与PC机的串行接口电路(图4-28) (2) 通信协议 (3) 通信编码说明 (4) 波特率设定 (5) PC机发送和接收数据 (6) 单片机发送接收子程序
4.6.4 实例——基于串口通讯的内压容器应力测定实验系统(paper)
4.5 PC机自动测试系统１
4.５ PC机自动测试系统 4.5.1 PC机的选择原则
一般而言，重要场合使用的自动测试系统，应选用工控机作系统主机； 而普通民用测试系统选用普通商用PC作主机。
实例图片：工控机 (1) 微处理器选型 (2) 内存配置 (3) 硬盘配置 (4) 扩展总线配制
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据。 原则上讲，凡未被占用的地址用户都可以使用，但要考虑系统的现有配
置情况和计算机厂家今后的发展。一般用户可使用300H～31FH地址，它是 留作实验卡用的。 3. 数据的输出输入 4. A/D卡接口编程 4.5.3 实例——基于PC的压缩机性能综合测试系统(paper) 4.5.4 实例——虚拟仪器技术在换热设备性能研究中的应用(paper)
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差，计算相位测量的相对误差。
5 课 程 设 计 1天
报告
完成课程设计报告，要求说明1－5环节中具体的实现的方法以及测量结果。
考核办法
课程设计的成绩由平时考勤、设计报告、程 序三部分构成，其中
平时考勤成绩满分100分，占课程设计总成绩的 10%；
设计报告成绩满分100分，占课程设计总成绩的 40%；
《智能化测控系统》课程设计
基于LABVIEW的交流参数测量 虚拟仪器
自动化与电气工程学院 程金 2019/12/20
本课程的性质、目的与任务及对先开课程的要求：
1.课程的性质 《基于LABVIEW的交流参数测量虚拟仪器》是测控与仪器专业学 生在学习《智能化测控系统》课程的基础上，以LABVIEW为实验 平台，培养学生运用所学知识与技术开展综合设计和创新实践的 能力，增强学生灵活性和创新意识，进一步使学生了解智能仪器 的发展方向及新技术，熟悉虚拟仪器的基本结构及工作原理，掌 握虚拟仪器多种类型信号的数据采集方法以及信号分析和处理技 术。
基于FFT的方法
课程设计的主要内容四：相位测量
基于自相关的方法
注意事项
可自由组合成小组完成课程设计，但不能抄袭。 周五上午开始验收程序，下午5：00前必须提
交课程设计报告。 报告采用word文档编辑，要求内容完整（包括
设计的前面板、程序框图、测量方法原理等。）
谐波失真是谐波分量的幅值和基波幅值的相对量。假如基波的 幅值是A1，而二次谐波的幅值是A2，三次谐波的幅值是A3， 四次谐波的幅值是A4。。。。。。N 次谐波的幅值是AN，总 的谐波失真（THD）为：
课程设计的主要内容二：滤波和谐波失真
对输入信号进行完整的谐波分析，包括测定基 波和谐波，返回基波频率和所有的谐波幅度电 平，以及总的谐波失真度（THD）。
3 信号处理
1天
设计滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、FIR滤波 器等可选），显示滤波后的电压和电流信号；分析信号的谐波失真。
4 频率测量
设计子VI，分别采用多周期计数法、线性插值法和三点法三种方法测量电压
1天
信号的频率，计算三种方法的频率测量的相对误差。 设计子VI，分别采用FFT方法和自相关法测量电流信号与电压信号度的相位
课程内容、学时分配及基本要求
序号 课程内容 学时
基本要求
1 准备工作
教师集中讲解《基于LABVIEW的交流参数测量虚拟仪器》课程设计的主要
1天
内容及要求，计划课程设计的一周日程安排。学生完成课程设计题目的
总体方案。
2
仿真信号 源设 计
1天
设计双路正弦信号源，前面板中能够设置信号的频率、幅值和相位，以及噪 声幅值，显示信号曲线。
3.对先开课程的要求 课程设计的先修课程包括《电路》、《模拟（数字）电子技术基 础》、《信号分析与处理》等。
教学基本要求：
本课程设计要求学生在LABVIEW实验平台上，设计双路正弦信号 源，以此作为分析的电压和电流仿真信号，完成各交流参数的测 量。
具体要求： 设计双路正弦信号源，前面板中能够设置信号的频率、幅值和相 位，以及噪声幅值，显示信号曲线。 设计程序框图，实现交流参数的测量。 包括电压和电流的有效值， 相位、功率因数，有功/无功功率、谐波失真（THD）。 选择滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、 FIR滤波器等可选），显示滤波后的电压和电流信号； 设计子VI，分别采用多周期计数法、线性插值法和三点法三种方 法测量电压信号的频率，计算三种方法的频率测量的相对误差。 设计子VI，采用FFT方法测量电流信号的频率和相位，计算相位测 量的相对误差。 要求前面板的界面设计合理美观，程序框图层次清楚。 完成课程设计报告，要求说明1－5环节中具体的实现的方法以及 测量结果，包括设计的各个VI的前面板和程序框图。
程序成绩满分100分，占课程设计总成绩的50%。
前面板示例
课程设计的主要内容一：双路正弦信号源
前面板
程序框图
课程设计的主要内容一：双路正弦信号源
DBLSin Wave课程计的主要内容二：滤波和谐波失真
为了决定一个系统引入非线性失真的大小，需要得到系统引入 的谐波分量的幅值和基波的幅值的关系。
课程设计的主要内容三：频率测量
多周期计数法-－douzhouqi.vi
课程设计的主要内容三：频率测量 线性插值法--xianxingchazhi.vi
课程设计的主要内容三：频率测量 三点法—sandian.vi
课程设计的主要内容四：相位测量
基于FFT的方法
课程设计的主要内容四：相位测量
最高谐波控制用于谐波分析的最高谐波，包括 基频。例如，对于三次谐波分析，将最高谐波 设为3，以测量基波、二次谐波和三次谐波。
课程设计的主要内容三：频率测量
子VI设计
多周期计数法-－douzhouqi.vi 线性插值法--xianxingchazhi.vi 三点法—sandian.vi
2. 目的与任务 计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。虚拟 仪器以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。 通过本课程设计，使学生了解智能仪器的分类、组成、特点以及 智能仪器的发展方向及新技术；掌握虚拟仪器的数据采集技术、 人机对话接口技术以及典型数据处理算法。能够熟练运用所学知 识进行智能仪器的设计和开发。