传感器数据采集学习教案

1、会计学1传感器数据传感器数据(shj)采集采集第一页，共30页。第1页/共29页第二页，共30页。1. 数据(shj)采集的定义 指采集温度、压力、流量等模拟量，转换成数字量，由计算机进行存储、处理、打印(d yn)的过程。 相应系统称为数据采集系统。 数据采集 第2页/共29页第三页，共30页。在生产过程中，对工艺参数进 行采集、监测，为提高质量， 降低成本，提供(tgng)信息。在科学研究中，用来获取微观、 动静态信息。解决靠人不能解决的问题。作用意义：第3页/共29页第四页，共30页。3. 数据采集系统(xtng)的任务有采集(cij)传感器输出的模拟信号，并转 换成数字信号，然后送入计

2、算机。系统(xtng)计算机对数字信号进行处理。 例如，物体的运动数据记录、处理。提高工作效率，取得较好的经济效益。结果：第4页/共29页第五页，共30页。5. 构成数据采集系统(xtng)的依据 保证系统具备(jbi)采样精度的条件下，有尽可能高的采样速度，以满足实时处理、控制的要求。4. 评价数据采集系统性能优劣的标准 标准有系统的采样精度。系统的采样速度。第5页/共29页第六页，共30页。数据采集(cij)系统一般具有以下功能： 1. 采集(cij)数据按照采样周期，对模拟、数字、开关信号采样。 2. 模拟信号处理模拟信号 指信号幅值随时间连续变化的信号。 第6页/共29页第七页，共30

3、页。特点(tdin)：在规定的一段连续(linx)时间内，其幅值为连续(linx)值。优点(yudin)：便于传送。缺点：易受干扰。信号类型由传感器输出的电压信号由仪表输出的电流信号010mA420mA第7页/共29页第八页，共30页。信号(xnho)处理将采样(ci yn)信号将转换(zhunhun)的数字信号作标度变换3. 数字信号处理 数字信号指在有限离散瞬时上取值间断的信号。 特点：时间和幅值都不连续的信号。 数字信号第8页/共29页第九页，共30页。优点(yudin)：抗干扰能力强缺点(qudin)：需要一套转换(zhunhun)电路，增加成本。传送方式并行传送串行传送信号处理：将数

4、字信号采入计算机后，进行码制转换。如 BCDASCII，便于在屏幕上显示。第9页/共29页第十页，共30页。4. 开关信号(xnho)的处理 开关(kigun)信号由按钮、行程开关等器件触点产生(chnshng)的信号。 信号处理： 根据开关的状态执行相应的操作。 5. 二次数据计算 概念一次数据 二次数据 从传感器采集的数据。对一次数据作计算得到的数据。第10页/共29页第十一页，共30页。二次数据(shj)平均、累计(li j)傅里叶变换、积分变换变化率、差值最大值、最小值6. 屏幕显示 将数字、图形、图表等显示在屏幕上。 7. 数据存储 按时间间隔，将数据存储在外部存储器。第11页/共2

5、9页第十二页，共30页。8. 打印输出按时间间隔(jin g)，打印输出数字、图形。 9. 人机联系(linx) 操作人员(rnyun)用键盘或鼠标与系统对话，完成运行方式的设置。 第12页/共29页第十三页，共30页。系统(xtng)组成硬件(yn jin)软件结构形式微型计算机数据采集系统集散型数据采集系统第13页/共29页第十四页，共30页。1. 微型(wixng)计算机数据采集系统系统(xtng)的结构如图所示。第14页/共29页第十五页，共30页。传感器图1.1 微型计算机数据(shj)采集系统放大器采样/保持器传感器传感器传感器A/D转换器计算机显示器打印机绘图机定时与逻辑控制传感

6、器传感器接口被测物理量数字信号开关(kigun)信号多路开关第15页/共29页第十六页，共30页。系统(xtng)组成传感器 将非电量(dinling)转换为电信号。 多路开关 分时切换各路模拟量与 采样(ci yn)保持器的通路。 程控放大器 对模拟信号进行放大。 采样/保持器 保持模拟信号电压。A/D转换器 将模拟信号转换为数字 信号。 接口电路 将数字信号进行整形电 平调整。第16页/共29页第十七页，共30页。时序(sh x)图如图所示。(1)(2)(3)(4)(5)一个工作(gngzu)周期多路开关放大器采样保持AD转换数据总线图1.2 数据采集系统工作时序s6stAD启动脉冲第17

7、页/共29页第十八页，共30页。系统(xtng)特点结构简单，易实现对环境要求不高系统成本低集散型的基本单元模板齐全(qqun)，易组成系统 2. 集散型数据采集(cij)系统 系统结构如图所示 第18页/共29页第十九页，共30页。图1.3 集散型数据采集(cij)系统模拟量输入(shr)模拟量输入模拟量输入数字量输入数字量输入数字量输入RS-485RS-485生产现场生产现场生产现场数据采集 站数据采集 站数据采集 站通信接口 上位机第19页/共29页第二十页，共30页。数据采集站一般是由单片机数据采集装置组成，位于生产设备附近，可独立完成数据采集和预处理任务(rn wu)，还可将数据以数

8、字信号的形式传送给上位机。 数据采集站与上位机之间通常采用异步串行传送数据。数据通信通常采用主从(zhcng)方式，由上位机确定与哪一个数据采集站进行数据传送。 它由若干个“数据采集站”和一台上位机及通信线路组成。 第20页/共29页第二十一页，共30页。系统(xtng)特点适应能力强可靠性高实时性好对硬件(yn jin)要求不高第21页/共29页第二十二页，共30页。处理(chl)类型按处理(chl)方式实时（在线）处理事后（脱机）处理按处理性质预处理剔除误差标度变换二次处理微分、积分傅里叶变换第22页/共29页第二十三页，共30页。处理(chl)任务对采集信号作标度变换消除数据中的干扰(g

9、nro)分析计算数据中的内在特征对采集到的电信号作标度变换 将没有明确物理意义的电压信号，转换为原来对应的物理量。第23页/共29页第二十四页，共30页。消除(xioch)数据中的干扰信号 消除在数据的采集、传送和转换过程中，由于系统内部和外部(wib)干扰而在数据中混入干扰信号，以保证采样精度。 分析计算(j sun)数据的内在特征 对采集到的数据进行变换计算，以得到能表达采样数据内在特征的二次数据。 第24页/共29页第二十五页，共30页。 例如，在研究振动时，由于频谱更能说明振动波形对机械结构所产生影响(yngxing)，因此，常对采集到的振动信号作傅里叶（FFT）变换，得出振动波形的频谱。 第25页/共29页第二十六页，共30页。1. 学习(xux)重点: 数据采集(cij)的基本理论、概念。 数据采集(cij)理论的运用。 数据采集(cij)程序的设计。第26页/共29页第二十七页，共30页。2. 学习(xux)方法认真听课注意记笔记积极回答问题勤于思考，注意灵活(ln hu)应用 基本理论解决实际问题独立完成各章作业提高编程能力第27页/共29页第二十八页，共30页。第28页/共29页第二十九页，共30页。NoImage内容(nirng)总结会计学。第1章 概 论。第1章 概 论。相应系统称为数据采集系统。数据采集 。解决靠人不能解决的问题。1.2 数据采