计算机的检测系统简介.

1、2022-5-291第二节第二节 带计算机的检测系统简介带计算机的检测系统简介 一、带计算机的检测系统的一、带计算机的检测系统的 特点及功能特点及功能1.1.性能价格比高；性能价格比高；2.2.设计灵活性高；设计灵活性高；3.3.操作方便；操作方便；4.4.有强大的运算功能；有强大的运算功能；5.5.具有记忆功能；具有记忆功能；6.6.有自校准功能；有自校准功能；7.7.能进行自动故障诊断。能进行自动故障诊断。2022-5-292二、带计算机的检测系统的工作流程二、带计算机的检测系统的工作流程 巡回检测概念巡回检测概念: : 计算机首先向多路采样开关阵列的选通地址译码器写入计算机首先向多路采样

2、开关阵列的选通地址译码器写入准备采样的传感器地址，由译码器接通该地址对应的采样开准备采样的传感器地址，由译码器接通该地址对应的采样开关，所要采样的信号被连接到放大器，放大后的信号经关，所要采样的信号被连接到放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成数字量，计算机通过数据总线接受该信号。转换器转换成数字量，计算机通过数据总线接受该信号。 一个采样点采样结束后，计算机转而发送第二个采样地一个采样点采样结束后，计算机转而发送第二个采样地址，对第二个传感器采样，直至全部被测点均被采样完毕为址，对第二个传感器采样，直至全部被测点均被采样完毕为止。计算机不可能在同一时刻读取所有传感器来的信号，而止。计算机不

3、可能在同一时刻读取所有传感器来的信号，而是分时但快速地轮流读取所有的被测量，这种采样方式称为是分时但快速地轮流读取所有的被测量，这种采样方式称为“巡回检测巡回检测”。 2022-5-2938通道巡回检测数据采集器通道巡回检测数据采集器8个传感器信号个传感器信号 输入端口输入端口2022-5-294简易数字滤波技术概念简易数字滤波技术概念 在工业中经常采用如下软件抗干扰技术：在工业中经常采用如下软件抗干扰技术： 对存在干扰和随机误差的信号进行等精度对存在干扰和随机误差的信号进行等精度快速多次采样，然后先舍去第一个采样值，再快速多次采样，然后先舍去第一个采样值，再舍去若干个最大值和最小值，将余下的

4、几个中舍去若干个最大值和最小值，将余下的几个中间值求算术平均值，该算术平均值可以认为是间值求算术平均值，该算术平均值可以认为是排除了干扰后的较正确的结果，这种方法有时排除了干扰后的较正确的结果，这种方法有时也被称为简易数字滤波。也被称为简易数字滤波。 2022-5-295三、系统中的几种重要部件三、系统中的几种重要部件 1.1.采样开关采样开关 (1)(1)干簧继电器：干簧继电器主要由驱动线圈和干簧管干簧继电器：干簧继电器主要由驱动线圈和干簧管组成，驱动线圈绕在干簧管外面。当线圈通以额定电流后，组成，驱动线圈绕在干簧管外面。当线圈通以额定电流后，干簧管中的两根常开弹簧片互相吸引而吸合。它的耐压

5、较干簧管中的两根常开弹簧片互相吸引而吸合。它的耐压较高，额定电流较大，导通电阻接近零，驱动功率约几十毫高，额定电流较大，导通电阻接近零，驱动功率约几十毫瓦。耗电较大、速度较慢是干簧继电器的主要缺点。瓦。耗电较大、速度较慢是干簧继电器的主要缺点。 干簧管干簧管2022-5-296 (2) CMOS模拟采样开关模拟采样开关 CMOS模拟采样开关是一种传输模拟信号的可控半导体开模拟采样开关是一种传输模拟信号的可控半导体开关。它的控制端处于关。它的控制端处于“有效有效”状态时，内部的状态时，内部的P沟道沟道MOS管或管或N沟道沟道MOS管导通，模拟开关处于导通状态，导通电阻约几欧管导通，模拟开关处于导

6、通状态，导通电阻约几欧至几百欧（视型号而定）。当控制端处于至几百欧（视型号而定）。当控制端处于“无效无效”状态时开关状态时开关截止，截止电阻大于截止，截止电阻大于108。 CMOS模拟开关的优点是集成度高，模拟开关的优点是集成度高，动作快（小于动作快（小于1 s）、耗电省等。缺点是有一定的导通电阻、）、耗电省等。缺点是有一定的导通电阻、各通道间有一定的漏电、击穿电压低、易损坏等。各通道间有一定的漏电、击穿电压低、易损坏等。 2022-5-2972.2.放大器放大器 从从传感器来的信号有许多是毫伏级的弱信号，传感器来的信号有许多是毫伏级的弱信号，须经放大才能进行须经放大才能进行A/D转换。系统对

7、放大器的主要转换。系统对放大器的主要要求是：精度高、温度漂移小、共模抑制比高、频要求是：精度高、温度漂移小、共模抑制比高、频带宽至直流。带宽至直流。 目前常用的放大器有以下几种型式：一种是高目前常用的放大器有以下几种型式：一种是高精度、低漂移的双极型放大器；另一种为隔离放大精度、低漂移的双极型放大器；另一种为隔离放大器，它带有光电隔离或变压器隔离的低漂移信号放器，它带有光电隔离或变压器隔离的低漂移信号放大器，以及一个高隔离的大器，以及一个高隔离的DC/DC电源。电源。2022-5-298精密隔离精密隔离放大器举例放大器举例 线性误差：小于线性误差：小于0.01%输入阻抗：输入阻抗：1M 隔离度

8、：隔离度：2500V/50Hz/1min 工作温度：工作温度：-10+602022-5-2993.A/D转换器转换器（ADC） 放大器放大后的模拟信号必须进行放大器放大后的模拟信号必须进行A/D转换才转换才能由计算机进行运算处理。目前采用较多的能由计算机进行运算处理。目前采用较多的A/D转转换器有两大类：一类是并行换器有两大类：一类是并行A/D转换器，另一类是转换器，另一类是串行串行A/D转换器。转换器。 在并行在并行A/D转换器中，又有逐位比较型和双积转换器中，又有逐位比较型和双积分型之分。前者转换速度较快，有分型之分。前者转换速度较快，有8位、位、12位、位、16位等规格。位数越高，精度也

9、越高，但价格也相应位等规格。位数越高，精度也越高，但价格也相应提高；后者转换速度较慢（每秒提高；后者转换速度较慢（每秒10次左右），但价次左右），但价格便宜。常见的有格便宜。常见的有3位半、位半、4位半等规格。位半等规格。 2022-5-2910A/D转换器转换器的的光耦接口电路光耦接口电路 2022-5-29114. D/A转换器转换器（DAC）与接口电路与接口电路 计算机运算处理后的数字信号有时必计算机运算处理后的数字信号有时必须转换为模拟信号，才能用于工业生产的过须转换为模拟信号，才能用于工业生产的过程控制。它的输入是计算机送出的数字量，程控制。它的输入是计算机送出的数字量，它的输出是与

10、数字量相对应的电压或电流。它的输出是与数字量相对应的电压或电流。如果在计算机与如果在计算机与D/A之间插入多路光耦合器之间插入多路光耦合器就能较好地防止工业控制设备干扰计算机的就能较好地防止工业控制设备干扰计算机的工作。如果使用多路采样保持器，只要使用工作。如果使用多路采样保持器，只要使用一只一只D/A即可进行多路即可进行多路D/A转换。转换。 2022-5-2912 D/A转换器转换器的的光耦接口电路光耦接口电路 420mA2022-5-2913四、可编程序控制器中的传感器接口板四、可编程序控制器中的传感器接口板 传感器与传感器与PLC的联系主要是输的联系主要是输入接口。不同的入接口。不同的

11、“I/O模板模板”与各与各种不同的传感器配套：种不同的传感器配套： 模拟量输入模板、开关量输入模拟量输入模板、开关量输入模板、计时模板、计时/计数模板、中断控制模计数模板、中断控制模板、板、 温度输入控制模板等。用户不温度输入控制模板等。用户不必自行设计接口电路，只要按照说必自行设计接口电路，只要按照说明书选购不同功能的模板即可构成明书选购不同功能的模板即可构成完整的自动检测控制系统。完整的自动检测控制系统。 三菱系列三菱系列 可编程控制器可编程控制器2022-5-2914可编程序控制器中的光耦接口电路分析可编程序控制器中的光耦接口电路分析 PLC的开关量输入电路的开关量输入电路1现场开关盒现

12、场开关盒 2传输线传输线 3电源电源 4光耦合器光耦合器 当现场开关当现场开关S（例如行程开关）闭合时，反（例如行程开关）闭合时，反相器相器IC2的输出是高电平还是低电平？的输出是高电平还是低电平？LED亮还亮还是暗？（请说出分析过程）是暗？（请说出分析过程）。2022-5-2915第三节第三节 带计算机的检测技术应用实例带计算机的检测技术应用实例 一、陶瓷隧道窑温度、压力监测控制系统一、陶瓷隧道窑温度、压力监测控制系统 该该系统涉及热工参数的测量系统涉及热工参数的测量。它采用工控它采用工控机，它带有硬盘、总线接口、彩色显示器、打机，它带有硬盘、总线接口、彩色显示器、打印机等。该系统将巡回数据

13、采集电路及控制电印机等。该系统将巡回数据采集电路及控制电路装在独立的接口箱中，其中装有定时器、计路装在独立的接口箱中，其中装有定时器、计数器、并行输入输出接口等，接口箱与主机数器、并行输入输出接口等，接口箱与主机之间通过并行接口插卡与计算机通信。之间通过并行接口插卡与计算机通信。 2022-5-2916隧道窑外形隧道窑外形 2022-5-2917隧道窑计算机检测控制系统框图隧道窑计算机检测控制系统框图 煤气喷嘴煤气喷嘴2022-5-2918二、智能化流量积算仪二、智能化流量积算仪 所谓智能化流量积算仪，就是使用计算机技术，所谓智能化流量积算仪，就是使用计算机技术，将一次仪表送来的流量信号对时间

14、作积分，求出流量将一次仪表送来的流量信号对时间作积分，求出流量累积总量的仪器。累积总量的仪器。 2022-5-2919智能化流量积算仪原理智能化流量积算仪原理（以上图（以上图NY-型为例）型为例） 智能化流量积算仪采用差压法测量瞬时流量，因此智能化流量积算仪采用差压法测量瞬时流量，因此必须首先测出差压必须首先测出差压p。由于温度和压力会引起流体的密。由于温度和压力会引起流体的密度的变化，有时还需要进行温度补偿和压力补偿，所以必度的变化，有时还需要进行温度补偿和压力补偿，所以必须测出流体的温度和压力。如果使用热电偶，须测出流体的温度和压力。如果使用热电偶， 还必须测还必须测量热电偶的冷端（室温）

15、量热电偶的冷端（室温） 温度上述四种信号先由标准的温度上述四种信号先由标准的一次仪表转换为一次仪表转换为420mA 的电流信号，经信号传输线传送的电流信号，经信号传输线传送到本积算仪的输入端，再用取样电阻（到本积算仪的输入端，再用取样电阻（250.）转换成）转换成个低内阻的个低内阻的15V电压信号：电压信号：Up、Up、Ut、Uto。上述四。上述四个电压信号按顺序轮流通过采样继电器个电压信号按顺序轮流通过采样继电器K1K2传送至模传送至模/数数转换器的输入端，再经光耦，由单片机计算出累积流量。转换器的输入端，再经光耦，由单片机计算出累积流量。 2022-5-2920NY-型智能化流量积算仪计算机型智能化流量积算仪计算机接口电路原理框图接口电路原理框图 2022-5-2921三、传感器在模糊控制洗衣机中的应用三、传感器在模糊控制洗衣机中的应用 所谓模糊控制系统是模拟人智能的一种控制系所谓模糊控制系统是模拟人智能的一种控制系统。它将人的经验、知识和判断力作为控制规则，统。它将人的经验、知识和判断力作为控制规则，根据诸多复杂的因素和条件作出逻辑推理去影响根据诸多复杂的因素和条件作出逻辑推理去影响控制对像。控制对像。