微机化测控系统第一章

测控与系统《测控系统原理与设计》 孙传友等主编

课程安排课时:共计64学时（其中含10学时实验）理论课:讲述基本原理和设计方法，共54学时实验课:根据实验指导书的要求完成；10学时教材:《测控系统原理与设计》考核方式：闭卷考试，平时成绩可占20%参考书:微型计算机控制技术潘新民等编著机械工业出版社测控技术与系统黄唯一等编著机械工业出版社各章内容（2-9章）测控通道 12学时主机与接口 8学时测量数据处理 10学时PID控制算法 6学时 监控程序设计 6学时抗干扰技术 6学时微机化测控系统设计实例 4学时测控系统新技术－虚拟仪器与测控网络课程要求本课程是专业综合课程，把前面学过的知识进行综合应用。通过课程的学习，掌握测控系统原理和关键技术。能够进行应用系统的硬件设计、调试工作。了解抗干扰的几种方法。掌握一些基本的控制算法、数据处理方法、监控程序等软件设计。了解有关虚拟仪器与测控网络等先进测控系统。第一章绪论 主要内容•测控仪器和系统的地位与作用•测控系统微机化的重要意义•微机化测控系统的类型和组成•微机化检测系统•微机化控制系统•微机化测控系统•本课程的内容与性质第一章绪论§1-1测控仪器和系统的作用与地位测量和控制是人类认识世界和改造世界的两项基本任务。测控仪器和系统是人类实现这两项任务的工具和手段。测控仪器在科学研究中具有重要作用测控仪器或系统在工业生产中起着把关和指导者的作用。国民经济的倍增器，技术监督的物质法官（蔬菜监测，与食品安全等，月饼抽查93%合格）。仪器是信息工具，是信息工业的重要组成部分。①现代化宝钢的技术装备投资，1/3经费用于购置仪器和自控系统。②据美国国家标准技术研究院(NIST)的统计，美国为了质量认证和控制、自动化及流程分析，每天完成2.5亿个检测。③美国商业部国家标准局(NBS)，20世纪90年代初评估仪器仪表工业对美国国民经济总产值的影响作用称：仪器仪表工业总产值只占工业总产值的4%，但它对国民经济的影响达到66%。④诺贝尔物理和化学奖中约四分之一属于测试方法和仪器创新；如近日美国新发明的人体断面扫描仪器，可立刻发现人体任何部位的细胞癌变。测控仪器在信息时代作用：信息获取→处理→传输的链条中的源头技术测控技术广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、机械、电子、轻工和纺织等许多行业。测控技术应用范围§1-２测控系统微机化的重要意义测控系统的发展：时间仪表类型使用方法局限性20世纪50年代前基于气动信号的简单测控仪表专门工人到现场巡视记录信号不能传递20世纪60年代基于气动、电动信号的组合式测控仪表无需现场巡视记录，有统一测控室，仪表将标准工业信号传至此处合成测控系统时结构复杂，更新慢、成本高20世纪70年代微机＋电动测控仪表§1-２测控系统微机化的重要意义自动对零功能：降低零点漂移误差；量程自动切换功能：提高分辨率；多点快速测控：对不同参数快速测量；数字滤波功能：抑制各种干扰和脉冲信号；自动修正误差：用软件实现在线或离线修正；数字处理功能：用计算机实现复杂计算等，如统计、检索复杂控制规律：实现PID控制，模糊、自适应控制等；多媒体功能：具有声、光和语音等功能；通信或网络功能：增强数据传输；自我诊断功能：自我监测。§1-３微机化测控系统的类型和组成微机化检测系统是以微机为核心，单纯以“检测”为目的的系统。一般用来对被测过程中的一些物理量进行测量并获得相应的精确测量数据，又常称为数据采集系统，其框图如上图。被测参数经传感器转换成模拟信号，再由模拟输入通道进行信号调理和数据采集，转换成微机要求的数字形式送入微机进行处理，再