测控
测控技术与仪器简介

测控技术与仪器简介
测控技术与仪器简介
测控技术是指利用各种测量手段和控制手段,对被测对象进行测量和
控制的技术。
测控技术广泛应用于工业、农业、医疗、环保、交通等
领域,是现代化生产和科学研究的重要基础。
测控仪器是测控技术的重要组成部分,它是指用于测量、控制、调节、检测和分析的各种仪器设备。
测控仪器的种类繁多,包括电子仪器、
光学仪器、机械仪器、化学仪器等。
其中,电子仪器是最为常见和重
要的一类测控仪器。
电子仪器是指利用电子技术和微处理器技术,对电信号、光信号、热
信号、力学信号等进行测量、控制和处理的仪器设备。
电子仪器具有
精度高、速度快、自动化程度高等优点,广泛应用于工业、农业、医疗、环保、交通等领域。
常见的电子仪器包括示波器、信号发生器、频谱分析仪、数字万用表、逻辑分析仪、电源等。
其中,示波器是最为常见和重要的一种电子仪器,它可以显示电信号的波形和幅度,是电子工程师进行电路设计和
故障排除的必备工具。
除了电子仪器,光学仪器也是测控技术中重要的一类仪器。
光学仪器
是指利用光学原理进行测量、控制和分析的仪器设备。
常见的光学仪
器包括显微镜、望远镜、激光器、光谱仪等。
光学仪器具有分辨率高、精度高、非接触性等优点,广泛应用于生物医学、材料科学、环境监
测等领域。
总之,测控技术和仪器是现代化生产和科学研究的重要基础,它们的
发展和应用将会对人类社会的发展和进步产生深远的影响。
测控专业面试知识点总结

测控专业面试知识点总结测控专业是一个涉及到电子、通信、控制、计算机等多个学科知识的综合性专业,它广泛应用于军事、航空航天、船舶、汽车、医疗等领域。
因此,在测控专业的面试中,考官通常会涉及到相关的专业知识点,下面我们就来总结一下测控专业面试的知识点。
一、电子技术1. 电子元件的基本知识,包括二极管、晶体管、场效应管、光电子器件等的工作原理和特性。
2. 多级放大器的结构及其特性,共射放大器、共基放大器、共集放大器的工作原理及其应用。
3. 集成电路的基本概念和分类,包括数字集成电路和模拟集成电路的区别、运算放大器、比较器、振荡器等的基本原理及应用。
4. 信号与系统的知识,包括信号的分类、连续信号与离散信号、线性系统与非线性系统、时域与频域的概念。
5. 数模转换与模数转换,包括模拟信号与数字信号之间的转换原理和方法。
二、通信技术1. 通信系统的基本原理,包括调制解调原理、信道编码原理、信号检测与估计原理等。
2. 数字通信系统的基本知识,包括数字调制技术、数字信道编码技术、同步技术等。
3. 无线通信技术,包括移动通信系统的基本原理、无线信道的特性与分析、无线接入技术等。
4. 卫星通信技术,包括卫星通信系统的组成、基本原理、通信链路分析等。
5. 光纤通信技术,包括光纤通信系统的组成、光纤传输原理、光纤放大器、光纤传感等。
三、控制技术1. 控制系统的基本概念,包括反馈控制系统和开环控制系统的特点、闭环控制系统与开环控制系统的比较。
2. 控制系统的稳定性分析,包括极点分布、震荡特性、稳定性判据等。
3. 控制系统的性能分析,包括超调量、峰值时间、稳态误差等性能指标。
4. 控制系统的设计原理,包括PID控制器的设计方法、根轨迹设计法、频率域法等。
5. 先进控制技术,包括自适应控制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等。
四、计算机技术1. 计算机组成原理,包括计算机的基本结构、存储器层次结构、指令系统、输入输出系统等。
测控专业介绍

测控专业介绍测控专业是一门涉及测量与控制技术的学科,其目的是培养具备测量、自动控制和信息处理等方面的综合能力的专门人才。
该专业主要从事测量系统的设计、建模、应用与研究,以及自动控制系统的调试、维护和管理等工作。
测控专业的学科门类主要覆盖工学、理学和管理学三个方面,涉及领域广泛。
在工学方面,测控专业学生将学习电子与电气工程、自动化控制原理、计算机应用技术等课程,了解各种测量仪器的原理和使用方法,并具备工程开发与实施能力。
在理学方面,学生将学习数学、物理、信号与系统等基础课程,为分析和处理测量与控制系统中的信号提供理论基础。
在管理学方面,学生将学习项目管理、质量管理等相关课程,为工程项目实施的管理与组织提供支持。
测控专业的核心课程包括测控系统工程、测量学、传感器与检测技术、自动控制理论与技术、信号处理与数据分析等。
通过这些课程的学习,学生将了解测控系统的基本原理和工作方式,学习各种传感器的原理和使用方法,掌握自动控制系统的设计与调试技术,并具备信号处理与数据分析的能力。
此外,学生还将进行一定的实践训练,如实验、课程设计和工程实践,以提高实际应用能力。
测控专业的毕业生可以在多个领域就业,包括电力系统、工业自动化、信息技术、仪器仪表、航空航天等。
他们可以从事测量系统的设计与实施、自动控制系统的调试与维护、工程项目的管理与组织等工作。
此外,测控专业的毕业生还可以从事科研和教育工作,参与科研项目的研究与开发,或者在高等院校从事教学与科研工作。
测控专业对学生的实践能力要求较高,学生需要参与大量的实验和实践训练。
因此,具备一定的动手能力、逻辑思维能力和分析问题能力对于学生来说是非常重要的。
此外,由于测控技术的发展迅速,学生需要保持对新技术的学习和关注,及时掌握最新的测控技术和设备。
总而言之,测控专业是一门综合性的学科,涉及多个领域的知识与技能。
通过学习测控专业,学生可以掌握测量与控制系统的设计与实施技术,具备自动控制系统的调试与维护能力,并具备信号处理与数据分析的能力。
测控

一.概述1.计算机测控技术的含义:是传感技术,自动控制技术,计算机技术,通信技术,计算机网络技术,智能技术和数据库管理技术综合发展的产物。
2.计算机测控系统的含义:是以测量与控制为目的,在无人直接参与的情况下,应用计算机测控技术实现目标对象的数据采集,信息处理,决策控制,监督管理的综合自动化系统。
3.测试系统特点:网络化,多功能,智能化,易操作,可靠性高等。
4.测控系统的基本组成:测控对象;测控系统硬件(测试主机,检测与执行机构,过程通道,通信与网络接口,人机接口);测控系统软件(数据采集,分析及处理,控制决策,控制输出,监控报警,数据通信系统管理)5.典型的测控系统:1)基于处理器的测控系统;2)基于工控机的测控系统;3)集散控制系统(DCS);4)基于现场总线的测控系统;5)工业以太网测控系统;6)基于无线通信的测控系统;7)基于Internet的网络测控系统。
6.微处理器化测控系统的组成:嵌入式微处理器(最核心),外围硬件设备,接口部件及软件。
特点:1)功能丰富,性价比高;2)结构紧凑,可靠性高;3)具有自测试和自诊断功能;4)系统自动化水平高;5)系统能实现复杂的运算和控制功能;6)系统的人机对话能力强;7)系统构成柔性化。
7.集散控制系统(DCS):体系机构按垂直分解通常分为三级:第一级即分散过程控制级(基础);第二级为集中操作监控级;第三级为综合信息管理级。
集散控制系统特点:1)采用分级递阶结构;2)采用微处理器技术;3)采用工业以太网络通信技术;4)采用高可靠性技术;5)具有丰富的软件功能。
8.现场总线控制系统(FTS)是以现场总线为基础,是开放式,数字化,多点,铜线的网络化控制系统。
FCS的特点:1)全数字化;2)系统开放性;3)互操作与互换性;4)现场是被智能化,功能自治;5)高度分散性;6)高度环境适应性;7)低成本;8)信息系统化。
9.测控系统发展趋势:测控系统的智能化,网络换,虚拟化,多样化,标准化。
测控专业就业方向

测控专业就业方向测控专业是指测量与控制工程技术应用中的一门学科。
该专业培养的学生具备测量与控制工程的基本理论和基本知识,以及实际应用的能力,能够在测量与控制领域中从事技术研究、设备研制、系统设计、工程应用和管理等工作。
测控专业的就业方向广泛,涉及到多个行业和领域,下面将从几个典型的方向进行介绍。
第一,自动化领域。
测控专业的学生可以在自动化控制系统的建设与维护方面找到就业机会。
随着工业自动化的广泛应用,自动化控制系统的需求量不断增加。
因此,测控专业的毕业生可以在自动化设备制造企业、自动化系统集成企业、工程咨询设计公司、工业企业等领域就业。
他们可以负责自动控制系统的设计、调试、安装、运维等工作,以及相关的技术支持和售后服务。
第二,电力领域。
测控专业的学生可以在电力系统的监测与控制方面找到就业机会。
电力行业对于电网的监测和控制要求较高,需要掌握测量和控制技术。
测控专业的毕业生可以在电力调度中心、变电站、发电厂等单位工作,负责电网的实时监测、数据分析、故障处理等工作。
此外,他们还可以参与电力系统的规划和设计工作,提高电力系统的可靠性和经济性。
第三,制造业领域。
测控专业的学生可以在制造业领域从事测量仪器和控制系统的研发、生产和应用工作。
制造业对于测量和控制技术的需求量大,因此测控专业的毕业生可以在测量仪器制造企业、控制系统集成企业、机械制造企业等单位找到就业机会。
他们可以参与新产品的研发工作,设计测量仪器和控制系统,解决生产过程中的技术难题,提高产品的质量和效率。
第四,环境保护领域。
测控专业的学生可以在环境监测与治理方面找到就业机会。
随着环境问题的日益突出,环境监测与治理的需求量不断增加。
测控专业的毕业生可以在环境监测机构、环保技术服务企业、研究院等单位工作,负责环境监测设备的安装和调试,数据的采集和分析,环境治理方案的制定和实施等工作。
他们的工作将有助于改善环境质量,保护生态环境。
第五,航空航天领域。
测控专业的学生可以在航空航天领域从事测量和控制技术的研究和应用工作。
测控技术与仪器在实践中的应用

测控技术与仪器在实践中的应用测控技术是一种可以对各种参数进行精确测量和控制的技术,是现代科学技术领域中的重要组成部分。
在各种领域中,测控技术都有着广泛的应用,特别是在工业生产和科学研究中尤为突出。
测控技术的发展和应用,离不开各种仪器的支持,仪器的不断改进和创新,也推动了测控技术的不断发展。
本文将重点讨论测控技术与仪器在实践中的应用,以及它们在实际工程中的重要意义。
一、测控技术在工业生产中的应用1. 自动化生产线在现代工业生产中,自动化生产线已经成为主流,而测控技术是自动化生产线中的重要内容。
通过传感器对各种参数进行实时监测和控制,可以有效提高生产效率和产品质量,减少人力成本。
各种自动化设备和机器人的实时控制,都离不开测控技术的支持,它们通过测控技术实现高效、精准的生产操作。
2. 质量检测在工业生产中,产品的质量检测是至关重要的环节。
测控技术通过各种传感器和仪器,可以对产品进行全方位、全过程的检测,及时发现问题并进行纠正。
自动化的质量检测系统,大大提高了产品的合格率和一致性,保证了产品的质量稳定性。
3. 远程监控随着互联网和物联网技术的发展,远程监控在工业生产中也得到了广泛应用。
测控技术通过传感器和监测仪器,可以将生产现场的数据实时传输到远程控制中心,工程师可以通过远程监控仪器进行实时监管和控制,及时发现问题并进行处理,大大提高了工程维护的效率和准确性。
测控技术在工业生产中的应用,不仅提高了生产效率和产品质量,还减少了人力成本和生产安全隐患,对于企业的可持续发展具有重要意义。
1. 实验数据采集与分析在科学研究领域,实验数据的准确采集和分析是非常重要的。
测控技术通过各种仪器和传感器,可以实时采集实验数据,同时对实验数据进行快速、精确的分析,为科学研究提供了有力的支持。
各种物理量、化学量的测量和分析,都依赖于测控技术和仪器的支持。
2. 实验装置控制在科学研究中,经常需要对实验装置进行精确的控制,以保证实验的准确性和可重复性。
测控技术在生活中的应用
测控技术在生活中的应用
测控技术(Measurement and Control Technology)在生活中的
应用非常广泛,涵盖了很多领域。
下面列举一些常见的应用:
1. 环境监测:利用测控技术可以对环境中的温度、湿度、气体浓度等参数进行实时监测和控制,例如室内空气质量监测、水质监测、土壤检测等。
2. 家居智能化:在家庭中,测控技术可以应用于智能家居系统,实现对照明、温度、安防等设备的远程控制和监测。
3. 工业自动化:测控技术在工业生产中起到了至关重要的作用,可以实现对生产过程的监测和控制,提高生产效率和产品质量。
4. 医疗监护:测控技术可以应用于医疗设备中,实现对病人的生命体征(如心率、血压等)的监测和记录,并通过报警系统实时提醒医护人员。
5. 交通控制:测控技术可以应用于交通领域,例如交通信号灯的控制、交通拥堵监测与分析、智能交通系统等。
6. 农业管理:测控技术可以应用于农业领域,通过监测土壤湿度、温度等参数,实现对农田灌溉和环境控制的精确管理。
7. 能源管理:测控技术可以应用于能源领域,例如智能电网的监测与控制、家庭能源管理系统等,实现对能源消耗的监控和优化。
总体来说,测控技术在生活中的应用非常广泛,通过对各种参数的监测与控制,可以提高生活质量,实现资源的有效利用和管理。
测控专业就业岗位
测控专业就业岗位
测控技术与仪器专业是一个涉及多学科交叉的工程技术领域,其就业岗位主要包括以下几个方面:
1. 仪器仪表工程师:负责设计、开发、测试和维护各种测量、控制和自动化仪器设备。
这包括传感器、变送器、控制器、数据采集系统等。
仪器仪表工程师可以在制造业、科研机构、电子行业等领域工作。
2. 自动化工程师:负责设计、开发和维护自动化系统,包括工业自动化生产线、机器人系统、过程控制系统等。
自动化工程师需要熟悉控制理论、电气技术、PLC 编程等相关知识。
3. 测试工程师:负责对产品进行测试和验证,确保其符合质量标准和性能要求。
测试工程师需要了解测试方法、测试设备的使用以及数据分析能力。
4. 嵌入式系统工程师:负责设计和开发嵌入式系统,如单片机、DSP、ARM 等。
嵌入式系统工程师需要具备硬件和软件开发能力,熟悉嵌入式操作系统和编程语言。
5. 质量工程师:负责制定和执行质量控制计划,确保产品的质量和可靠性。
质量工程师需要了解质量管理体系、统计分析方法以及测试和检验技术。
6. 技术支持工程师:负责为客户提供技术支持和服务,解决产品在使用过程中遇到的问题。
技术支持工程师需要具备良好的沟通能力和问题解决能力。
7. 项目工程师:负责管理和协调项目的实施,确保项目按时、按质、按量完成。
项目工程师需要具备项目管理知识、团队合作能力和沟通协调能力。
除了以上岗位,测控专业的毕业生还可以在科研机构、教育机构从事研究和教学工作。
随着科技的不断发展和应用领域的拓展,测控专业的就业前景将会越来越广阔。
测控专业发展现状
测控专业发展现状测控专业是指测量和控制技术,是应用于各行各业中的一种重要技术。
它是现代工业自动化和信息化发展的基础,对于提高生产效率、保障产品质量、降低能源消耗等方面具有重要意义。
目前,测控专业发展的现状主要表现在以下几个方面。
首先,测控技术在工业领域中的应用日益广泛。
随着科技的进步和人工智能技术的不断发展,各行各业对数据的测量和控制需求越来越高。
测控专业可以应用于电力、石油、化工、机械、交通等多个行业,帮助企业实现生产过程的自动化控制和优化。
其次,测控技术在科研领域中的应用也得到了广泛认可。
科学研究需要准确的数据测量和实时的控制反馈,而测控专业提供了这样的技术支持。
科研人员可以利用测控技术对物理量进行精确测量,从而获得准确的实验数据,为科学研究提供有力的支持。
再次,随着物联网和大数据的发展,测控技术的应用范围将进一步扩大。
物联网的发展使得各种设备和物体都可以通过网络连接,实现智能化的测量和控制。
而大数据的存储和分析能力可以处理海量的数据,帮助人们更好地理解和利用测控数据。
因此,测控专业在物联网和大数据时代具有很大的发展潜力。
最后,测控专业的发展也面临一些挑战和机遇。
一方面,测控技术的迅猛发展带来了测量精度和控制性能的提高,但也对专业人才的要求提出了更高的要求。
因此,培养具有创新能力和实践能力的测控专业人才成为当前的任务。
另一方面,新兴技术的快速发展也为测控专业带来了更多的机遇。
例如,人工智能、机器学习、云计算等新技术与测控技术的结合将推动测控专业向更高层次发展。
总之,测控专业在工业和科研领域中具有重要地位和作用。
随着科技的进步和新技术的应用,测控专业将迎来更多的发展机遇。
同时,也需要专业人才不断更新知识和提升能力,以适应新时代的发展需求。
测控技术简介
测控技术简介引言测控技术是指利用各种仪器和设备对物体、工艺或系统进行测量和控制的技术。
它在工程领域有着广泛的应用,能够确保产品的质量和安全性,提高生产效率,降低成本。
本文将对测控技术的基本概念和应用进行简要介绍。
测控技术的基本概念1.测量技术:测量技术是测控技术的核心内容之一。
它涉及到测量对象的参数、性能和特性等,通过采集和处理数据,获得准确、可靠的测量结果。
2.控制技术:控制技术是通过对被测对象施加干预,实现其参数、性能或特性的期望值。
控制技术可分为开环控制和闭环控制两种方式。
–开环控制:在开环控制中,根据预先设定的控制规律和控制算法,直接对被测对象施加控制信号,无需反馈信息。
–闭环控制:闭环控制是在开环控制的基础上,通过传感器采集反馈信号,并根据反馈信息对控制信号进行修正,进一步提高控制精度和稳定性。
3.仪器设备:测控技术离不开各种仪器设备,包括传感器、信号调理器、数据采集器、控制器等。
这些设备能够通过电子、光学、机械等方式对被测对象进行测量和控制。
测控技术的应用领域1.工业自动化:测控技术在工业自动化中扮演着重要角色。
它可以实现对生产过程的精确控制,监测各个环节的参数,提高生产效率和产品质量。
例如,自动化生产线通过测控技术可以实时监测设备状态,调整生产速度,避免出现故障和停机。
2.能源管理:测控技术在能源管理中起到至关重要的作用。
通过对能源消耗进行实时监测和控制,能够提高能源利用效率,降低能源消耗和污染。
例如,智能电网通过测控技术可以实现对电力系统的监测和管理,实现节能减排。
3.环境保护:测控技术能够对环境参数进行准确、全面地监测,为环境保护提供数据支持。
例如,空气质量监测站通过测控技术可以对大气中的各种污染物进行测量和分析,及时预警和采取措施。
4.科学研究:测控技术在科学研究中也有广泛应用。
例如,天文学家通过望远镜和其他测量设备对星体进行测量和观测;生物学家通过各种仪器对生物体进行测量和实验。
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测控技术与仪器专业新技术——虚拟仪器的发展摘要:本文从虚拟仪器的起源、发展入手,简单介绍虚拟仪器的功能,比较虚拟仪器与传统仪器的不同之后,全面的介绍了虚拟仪器设计技术,并用软件仿真的方法设计了一台虚拟仪器,实现了从数据采集到数据分析的全过程。
虚拟仪器的设计分成两个方面。
硬件方面,本文从最基本的传感器、信号调理开始介绍数据采集过程以及DAQ板卡。
除此之外,本文还介绍了虚拟仪器总线技术,重点为专用于虚拟仪器的VXI总线系统以及PXI总线系统。
软件方面,主要利用现今最有代表性的图形化编辑软件——LabVIEW,并用之模拟从DAQ板卡中采集到一路带有均匀白噪声的正弦信号,显示其波形,并分析、显示其幅频特性曲线以及相频特性曲线。
另外本文还根据LabVIEW中的子程序,实现了语音信号的录音与播放。
本文还从市场出发对虚拟仪器的配置投资做了具体阐述,指明了构造虚拟仪器平台所需要的投资,为今后的学习工作打下了基础。
并对国内外虚拟仪器的部分应用案例作了介绍,指出虚拟仪器是仪器历史的一次革命。
关键词:虚拟仪器数据采集总线 LabVIEW 、引言:仪器是人类认识世界的基本工具,也是信息社会人们获取信息的主要手段之一。
随着信息时代和网络时代的来临,传统仪器已不能满足科技以及社会生产的需要。
仪器已不再是简单的机械或电子设备,而是融合了机械、电子、光学、计算机、材料化学、物理学、化学、生物学、系统工程等学科和先进制造技术的一门综合性技术。
近年来,伴随着计算机技术、软件技术和总线技术的迅猛发展,仪器以及自动测试技术也发生了革命性的变化。
1987年,VXI总线的诞生标志着仪器与自动测试技术发展进入了一个崭新的阶段,虚拟仪器的概念也深入人心,应用领域不断拓展。
本文从理论上简单介绍了虚拟仪器设计技术,并用软件实现了简单的虚拟仪器。
作者对虚拟仪器的研究仅是一个开端,希望能为以后的研究工作做一些铺垫工作。
虚拟仪器概述:目前,主要有两类虚拟仪器系统的应用软件开发环境:通用编程语言的开发环境,如VC、VB、JAVA、Delphi等。
这些软件都为用户提供了图形化的开发环境,但大都缺少针对虚拟仪器的专用类库。
虚拟仪器专用软件开发平台,如LabVIEW、LabWindows/CVI、VEE等等。
为用户提供了丰富的软件包,其中包含了大量的可重用的函数库、过程程序包、宏、类、库等,使得用户的开发更为容易。
几乎所有用于测量、控制和通信模块的代码均已具备,供用户随时调用。
虚拟仪器的分类:虚拟仪器的发展随着微机的发展和采用总线方式的不同,可分为五种类型:一、PC总线——插卡型虚拟仪器这种方式借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件如LabVIEW相结合(注:美国NI公司的Labview是图形化编程工具,它可以通过各种控件自已组建各种仪器。
Labview/cvi是基于文本编程的程序员提供高效的编程工具,通过三种编程语言Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi构成测试系统,它充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。
但是受PC机机箱和总线限制,且有电源功率不足,机箱内部的噪声电平较高,插槽数目也不多,插槽尺寸比较小,机箱内无屏蔽等缺点。
另外,ISA总线的虚拟仪器已经淘汰,PCI总线的虚拟仪器价格比较昂贵。
二、并行口式虚拟仪器最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置,它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。
仪器软件装在计算机上,通常可以完成各种测量测试仪器的功能,可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数据记录仪、数据采集器。
美国LINK公司的DSO-2XXX系列虚拟仪器,它们的最大好处是可以与笔记本计算机相连,方便野外作业,又可与台式PC机相连,实现台式和便携式两用,非常方便。
由于其价格低廉、用途广泛,特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
三、GBIB总线方式的虚拟仪器GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期的发展阶段。
它的出现使电子测量独立的单台手工操作向大规模自动测试系统发展,典型的GPIB系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。
在标准情况下,一块GPIB接口可带多达14台仪器,电缆长度可达40米。
GPIB技术可用计算机实现对仪器的操作和控制,替代传统的人工操作方式,可以很多方便地把多台仪器组合起来,形成自动测量系统。
GPIB测量系统的结构和命令简单,主要应用于台式仪器,适合于精确度要求高的,但不要求对计算机高速传输状况时应用。
四、VXI总线方式虚拟仪器VXI总线是一种高速计算机总线VME总线在VI领域的扩展,它具有稳定的电源,强有力的冷却能力和严格的RFI/EMI屏蔽。
由于它的标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持的优点,很快得到广泛的应用。
经过十多年的发展,VXI系统的组建和使用越来越方便,尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。
有其他仪器无法比拟的优势。
然而,组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器,造价比较高。
五、PXI总线方式虚拟仪器PXI总线方式是PCI总线内核技术增加了成熟的技术规范和要求形成的,增加了多板同步触发总线的技术规范和要求形成的,增加了多板发总线,以使用于相邻模块的高速通讯的局总线。
PXI的高度可扩展性。
PXI具有8个扩展槽,而台式PCI系统只有3~4个扩展槽,通过使用PCI—PCI桥接器,可扩展到256个扩展槽,台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来,将形成未来的虚拟仪器平台。
虚拟仪器硬件:从虚拟仪器的定义来说,它更多地强调软件在仪器中的应用,但虚拟仪器仍离不开硬件技术的支持,信息的获取仍需要通过硬件来实现。
目前,虚拟仪器的类型主要取决于仪器所采用的接口总线类型。
从仪器与计算机采用的总线连接方式的不同,可分为内插卡式和外接机箱式两大类。
内插卡式就是将各种数据采集卡插入计算机扩展槽,再加上必要的连接电缆或探头,就可形成一个仪器。
外接机箱式采用背板总线结构,所有仪器都连接在总线上或采用外总线方式,用外部主控计算机来实现控制。
这种类型的虚拟仪器以VXI仪器为典型代表。
无论哪种虚拟仪器,都离不开数据采集硬件的支持。
本章主要介绍信号调理以及DAQ板卡。
传感器及信号调理传感器是把物理信号转换成电信号,常用传感器的特性与信号调理要求如表2-1所示,本文不再具体表述。
表(SignalConditioning)。
SC的作用包括放大、滤波、电气隔离、多路复用以及给传感/换能器提供激励(电压或电源)、桥路平衡和线性化等。
信号调理的主要功能如下:得采用隔离方法来破坏地线环流。
如NI的SCXI隔离放大模块可以抑制250 V的共模电压。
从系统接地方法上讲,改单端接地为单点接地不失为另一种简单方法,但要从技术上实现真正的单点接地并不是任何时候都能做到的。
应该指出,隔离的作用除了抑制共模电压之外,对保护测试设备免受电源线、闪电和高压设备上的浪涌损坏也是非常重要的。
DAQ板卡通常一块DAQ卡可以完成多种功能,包括A/D、D/A转换,数字输入/输出以及定时I/O等。
模拟量输入要从几个通道得到数据,通常使用多路开关把每个信号端连接到A/D转换器(缩写ADC)。
采用连续扫描方法,要比给每个通道一个放大器和ADC要经济得多,但这仅适用于在采样点之间时间不是很重要的场合。
如果采样点之间对时间要求严格,则必须同时采集。
对于低频信号,可以用间隔扫描办法来产生同时采样的效果,而不必增加采样保持电路。
这种方法以一定时间间隔扫描输入通道,用脉冲来计算各通道两次被扫描的时间间隔。
ADC的位数越多,分辨率就越高,可区分的电压就越小。
例如,三位转换把模拟电压范围分成23(8位)段,每段用二进制代码在000到111之间表示。
因而,数字信号并不能真实地反映原始信号,因为一部分信息被漏掉了。
如果增加到十三位,代码数从8增加到65536,这样就可以较精确地反映原始信号的数字信息。
用户在使用DAQ的模拟量输入通道时,除注意ADC采样率、分辨率电压范围等常用指标外,还应注意到其他的一些指标,如非线性误差、仪器放大器的建立时间和抗噪声性能等。
模拟量输出模拟量输出(DAC)通道的作用是为DAQ系统提供激励源。
衡量DAC的技术指标有建立时间、摆动速率和分辨率。
建立时间是指输出信号幅度达到指定值时所需要的时间,摆动速率是指DAC产生输出信号时的最大变化速率。
输出分辨率和输入分辨率相似,指的是模拟量输出信号对应的数字编码的二进制位数。
分辨率越高,相邻等级输出电压的幅度差就越小,输出信号就越平滑。
数字I/O计算机数据采集系统中,数字化I/O用来控制过程、产生测试信号、与外设通信。
它的重要参数包括I/O通道数、数据传送速率、驱动能力等。
如果输出去驱动电机、灯、开关型加热器等用电器,就不必用较高的数据转换率。
当然线数要能同控制项目配合,而且需要的电流要小于板所能提供的驱动电流。
加上合适的数字信号调理设备,仍可以用低电流的TTL电平信号去监控高电压、大电流的工业设备。
数字I/O最常见的应用是在计算机和外设如打印机、数据记录仪等之间传送数据,因为这些设备传送数据以字节的形式传送,所以数字口的线数8位排成一组。
另外一些数字口为了同步通信的需要还有“握手”线路。
总之,通道数、传送率、“握手”能力都是应理解的重要参数,依据具体的应用场合而定。
定时I/O许多场合都要用到计数器(定时器),如数字脉冲定时、产生方波等。
定时器包括三个重要信号:门限信号、计时信号、输出。
门限信号实际上是触发信号———使它工作或不工作;计时信号也即信号源,它提供了计数器操作的时间基准;输出是在输出线上产生方波和脉冲,它们最重要的参数是分辨率和时钟频率。
高分辨率意味着计数器可以计更多的数,时钟频率决定了产生数字信号输入的快慢,频率越高,计数增长得快,因而输入端的信号频率高,就可产生高频的脉冲波和方波。
虚拟仪器总线技术概述总线是信号或信息传输的公共路径。
在大规模集成电路内各部分之间、一块插件板的各芯片之间、一个系统的各模块之间以及系统和系统之间,普遍采用总线进行连接。
总线种类繁多,结构多样,用途也各不相同。
在目前用于仪器与自动测试系统的总线中,一些借助了计算机总线或通用的通信总线,主要有STD、ISA、EISA、PCI、RS-232C、USB、IEEE1394等,但更多用于虚拟仪器为仪器专用总线,如GPIB、VXI、PXI等。
其中VXI和PXI是两种常用的总线形式。
GPIB总线是一种早期的并行总线,由于其传输速度慢,已趋于淘汰,但带有这种总线的台式仪器保有量较大。