工程信号-6信号的显示与记录

1、大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录6.1信号输出的形式与分类信号输出的形式与分类6.2信号的显示信号的显示 6.3 信号的记录信号的记录 工程测试与信号分析工程测试与信号分析大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录6.1 6.1 信号输出的形式与分类信号输出的形式与分类 作为一个完整的测试仪器或系统，其测量信号总作为一个完整的测试仪器或系统，其测量信号总是需要显示、打印或输出给其他的设备，最终以某种是需要显示、打印或输出给其他的设备，最终以某种结果的形式体现出来。结果的形式体现出来。 测试仪器的信号输出技术是指将测试结果（包

2、括测试仪器的信号输出技术是指将测试结果（包括中间结果）以特定形式提供给特定对象，或为特定对中间结果）以特定形式提供给特定对象，或为特定对象提供特定的接口技术。现代测试仪器的信号输出技象提供特定的接口技术。现代测试仪器的信号输出技术已经不再是简单的人机界面，还应该包括仪器与仪术已经不再是简单的人机界面，还应该包括仪器与仪器之间、仪器与执行器（控制器）之间的接口技术。器之间、仪器与执行器（控制器）之间的接口技术。信号输出技术已经成为现代测试技术与检测仪器系统信号输出技术已经成为现代测试技术与检测仪器系统整体水平的重要标志。整体水平的重要标志。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、

3、信号的显示与记录 对于大多数的测试仪器，最重要也是最常用的信号对于大多数的测试仪器，最重要也是最常用的信号输出技术是显示和指示类输出技术及记录类输出技术。输出技术是显示和指示类输出技术及记录类输出技术。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录6.2 6.2 信号的显示信号的显示 一、模拟指示类一、模拟指示类1.1.动圈式显示仪表动圈式显示仪表广泛用于过程检测类仪表广泛用于过程检测类仪表以指针的以指针的偏转角或偏转角或位移量显位移量显示被测量示被测量大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录 与热电偶、热与热电偶、热电阻等配合，用来电

4、阻等配合，用来测量和控制温度的测量和控制温度的一种一种毫伏电压表毫伏电压表（核心是处于磁场（核心是处于磁场中的可动线圈）。中的可动线圈）。 大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录2.2.自动电位差计自动电位差计温度变化温度变化u 0u 0放大放大可逆电机转动可逆电机转动A A点向平点向平衡方向滑动，使衡方向滑动，使u u 0 0重新平衡。重新平衡。指示指针与记录笔针与滑臂同时运动指示指针与记录笔针与滑臂同时运动大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录3.3.自动平衡电桥自动平衡电桥温度上升温度上升Rt增加增加uab增加增加放大放

5、大可逆电机转动可逆电机转动a点左移，使点左移，使u=0重新平衡。重新平衡。a点位置指在新刻度点位置指在新刻度点。点。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录二、数码显示类二、数码显示类 以数字形式显示被测量以数字形式显示被测量接口组成框图接口组成框图前置放大：测量信号放大到前置放大：测量信号放大到A/DA/D转换器所需要的电压值。转换器所需要的电压值。A/DA/D转换：模拟信号转换成数字信号，便于数字显示。转换：模拟信号转换成数字信号，便于数字显示。数字译码、锁存、驱动：与各类数字显示器件配套的驱动电路数字译码、锁存、驱动：与各类数字显示器件配套的驱动电路数显器

6、件：发光二极管显示器、液晶显示器等数显器件：发光二极管显示器、液晶显示器等大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录各类数各类数显器件显器件大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录三、图视显示类三、图视显示类 点阵图形显示和视频图像显示的总称点阵图形显示和视频图像显示的总称1.1.模拟类模拟类 模拟示波器模拟示波器大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录 在一个封闭玻璃管显示屏的内壁涂上荧光粉，当荧光粉在一个封闭玻璃管显示屏的内壁

7、涂上荧光粉，当荧光粉被大量电子形成的电子束轰击时，会发出荧光。可以发出电被大量电子形成的电子束轰击时，会发出荧光。可以发出电子束的设备称为电子枪，它可以连续地发出集束性很强的电子束的设备称为电子枪，它可以连续地发出集束性很强的电子。这些电子束在飞行过程中，如果遇到电场的作用，会因子。这些电子束在飞行过程中，如果遇到电场的作用，会因电场形成的力而改变运行方向，导致最终电子束落到荧光屏电场形成的力而改变运行方向，导致最终电子束落到荧光屏上的位置发生改变，也就是光点改变。根据这个原理制造的上的位置发生改变，也就是光点改变。根据这个原理制造的示波管，其结构如图所示。图中电子枪发出的电子束，经过示波管，

8、其结构如图所示。图中电子枪发出的电子束，经过两个偏转板的作用，会在两个偏转板的作用，会在X X、Y Y两个方向上发生偏转。两个方向上发生偏转。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录 当在当在Y Y偏转板上加入被测信号，而在偏转板上加入被测信号，而在X X偏转板上不加电压，可偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置变化变化电压越大，光点位置越靠上方。电压越大，光点位置越靠上方。 当在当在X X偏转板上加入一个锯齿波，而在偏转板上加入一个锯齿波，而在Y Y偏转板上不加电压，

9、偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。在左边重复出现。 当在当在X X偏转板上加入一个锯齿波，而在偏转板上加入一个锯齿波，而在Y Y偏转板上加入一个正偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y Y方向位置出现方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。 大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录2.2.数字类数字类 数

10、字示波器、数字图像显示等数字示波器、数字图像显示等 图视显示硬件实现框图图视显示硬件实现框图 测试仪器的输出信号变换成数字信号，通过显示驱动及控制电路写入显测试仪器的输出信号变换成数字信号，通过显示驱动及控制电路写入显示内存，由显示驱动及控制电路完成译码、信号变换及驱动，最后由显示器示内存，由显示驱动及控制电路完成译码、信号变换及驱动，最后由显示器显示出来。显示出来。“输出控制电路及软件输出控制电路及软件”用于显示接口信号的协调控制，一般由用于显示接口信号的协调控制，一般由微控制器或单片机实现，同时为测试仪器的其他功能服务。显示驱动及控制微控制器或单片机实现，同时为测试仪器的其他功能服务。显示

11、驱动及控制电路，显示缓冲存储器，甚至包括显示器往往集成在一起，构成一个标准的电路，显示缓冲存储器，甚至包括显示器往往集成在一起，构成一个标准的显示卡（模块）。对于输出控制电路及软件相当于一个标准的并行数字输出显示卡（模块）。对于输出控制电路及软件相当于一个标准的并行数字输出口。口。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录液晶显示液晶显示CRTCRT显示显示数字示波器数字示波器还有等离子显示，场发射显示还有等离子显示，场发射显示等许多新的图视显示新技术等许多新的图视显示新技术大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录6.3 6.3 信

12、号的记录信号的记录1.1.模拟类模拟类 笔笔式式记记录录仪仪 大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录光线示波器光线示波器 磁电环节磁电环节光学环节光学环节电流电流输入输入)(ti偏转角偏转角中间变量中间变量)(t位移位移输出输出)(ty大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录xyxy记录仪记录仪两个方向分别装有伺服两个方向分别装有伺服马达，可以带动绘图笔马达，可以带动绘图笔在在x,yx,y方向任意移动，方向任意移动，移动的位移大小与移动的位移大小与x,yx,y输入端的模拟电压幅度输入端的模拟电压幅度成正比例。可以自动绘成正比例。

13、可以自动绘出出x,yx,y信号在直角坐标信号在直角坐标系下的关系曲线。也可系下的关系曲线。也可以一路信号接入以一路信号接入y y输入输入端，端，x x输入端接入标准输入端接入标准时间步长信号，绘制出时间步长信号，绘制出y y输入端信号相对时间输入端信号相对时间变化的波形。变化的波形。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录磁带记录仪磁带记录仪大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录磁带记录仪基本原理：被记录信号经记录放大器后输出电流送磁带记录仪基本原理：被记录信号经记录放大器后输出电流送入记录磁头线圈，磁头也称磁电换能器，在记录过

14、程中将电信入记录磁头线圈，磁头也称磁电换能器，在记录过程中将电信号转化为磁带上的磁迹，将信息以磁化形式保存在磁带中；在号转化为磁带上的磁迹，将信息以磁化形式保存在磁带中；在重放过程中重放磁头将磁带上的的磁迹还原为电信号输出。重放过程中重放磁头将磁带上的的磁迹还原为电信号输出。大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录2.2.数字式记录仪表数字式记录仪表兼有采集、处理、存储功能兼有采集、处理、存储功能大连交通大学大连交通大学第六章、信号的显示与记录第六章、信号的显示与记录 无纸记录仪无纸记录仪是将工业现场的各种需要监视记录的输入信号，是将工业现场的各种需要监视记录的输入信号，比如流量计的流量信号、压力变送器的压力信号、热电阻和热比如流量计的流量信号、压力变送器的压力信号、热电阻和热电偶的温度信号等，通过高性能微处理器进行数据处理，一方电偶的温度信号等，通过高性能微处理器进行数据处理，一方面在大屏