測控系統(tǒng)的地位與作用

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1、第一章緒論1.1測控系統(tǒng)的地位與作用一、測控系統(tǒng)的地位“測量”和“控制”是人類認識世界和改造世界兩項基本任務，而測控儀器或系統(tǒng)則是人類實現這兩項任務工具和手段。二、測控系統(tǒng)的作用1、科學的發(fā)展、突破往往是以檢測儀器和技術方法上的突破為先導的。在諾貝爾物理和化學獎中大約有1/4是屬于測試方法和儀器創(chuàng)新。2、測控儀器或系統(tǒng)在工作生產中起著把關者和指導者的作用，廣泛應用于煉油、化工、冶金、電力、電子、輕工、紡織等行業(yè)。3、儀器與測試技術已是當代促進生產的一個主流環(huán)節(jié)。90年代初美國儀器儀表工業(yè)總產值只占工業(yè)總產值的4%，但它對國民經濟的影響達到66%。4、儀器儀表對國民經濟有巨大的“

2、倍增器”和拉動作用。是改造傳統(tǒng)工業(yè)必備的手段，也是產品具備競爭能力、進入市場經濟必由之路。5、儀器在產品質量評估及計算等有關國家法制實施中起著技術監(jiān)督的“物質法官”的作用。6、在國防建設中，軍工產品的儀器儀表就是軍事戰(zhàn)斗力的重要組成部分。7、現代儀器已逐漸走進千家萬戶，與人們的健康、日常生活、工作和娛樂活動休戚相關。8、當今信息化時代，儀器的作用主要是獲取信息，作為智能行動的依據。儀器是一種信息的工具，起著不可或缺的信息源的作用。儀器工業(yè)是信息工業(yè)的重要組成部分。錢學森院士說：“新技術革命的關鍵技術是信息技術。信息技術由測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成。測量技術則是關鍵

3、和基礎”。1.2測控系統(tǒng)微機化的重要意義一、測控儀表或系統(tǒng)的發(fā)展歷史應用時代20世紀50年代前20世紀60年代20世紀70年代后儀表類型基地式氣動儀表電動單元組合式儀表計算機測控系統(tǒng)信號形式20.67～103.35kPa氣動信號4~20mA直流電流信號模擬電信號或數字電信號儀表特點操作人員只能通過生產現場的巡視，才可以了解生產過程的狀況。操作人員可以在控制室內觀察生產現場的狀況。微型計算機技術引入測控系統(tǒng)，實現高精度、高性能、多功能、自化化、智能化。二、測控系統(tǒng)微機化的優(yōu)點計算機技術的引入，可為測控系統(tǒng)，帶來一些新特點和新功能：(1)自動對零功能(2)量程自動切換功能(3)多點

4、快速測控功能(4)數字濾波功能(5)自動修正誤差功能(6)數據處理功能(7)復雜控制功能(8)多媒體功能(9)通信或網絡功能(10)自我診斷功能1.3微機化測控系統(tǒng)的類型和組成1.3.1微機化檢測系統(tǒng)微機化檢測系統(tǒng)是以微機為核心，單純以“檢測”為目的系統(tǒng)。又常稱為數據采集系統(tǒng)，其基本組成框圖如圖1-3-1所示。圖1-3-1微機化檢測系統(tǒng)框圖典型實例：用于石油勘探的數字地震記錄儀和數字測井儀在野外現場廣泛使用的各種存貯式測試記錄儀器。1.3.2微機化控制系統(tǒng)微機化控制系統(tǒng)是以微機為核心，單純以程序控制為目的的系統(tǒng)，其組成框圖如圖1-3-2所示。它實質上是一種開環(huán)控制系統(tǒng)圖1-3-

5、2微機化控制系統(tǒng)框圖典型實例：自動繡花機、數控機床。1.3.3微機化測控系統(tǒng)微機化測控儀器是以微機為核心、測控一體化的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對被控對象的控制是依據對被控對象的測量結果決定的。因此，它實質上是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，其基本組成框圖如圖1-3-3所示。圖1-3-3微機的測控系統(tǒng)典型結構一、測控通道1、輸入通道模擬量輸入通道開關量輸入通道2、輸出通道：模擬量輸出通道開關量輸出通道。二、人—機接口鍵盤顯示器打印機記錄器報警器三、通信接口串行通信接口并行通信接口1．4本課程的內容與性質一、現代測控儀器或系統(tǒng)的特點1、是計算機技術與測控技術、電子技術相結合的產物。2、不同應用領域的微機化

6、測控儀器或系統(tǒng)“大同小異”?！靶‘悺报D―名稱、型號、用途、性能各不相同“大同”――組成模塊大多相同，整機原理大體相似。結論：我們不可能也沒有必要去逐個學習不同應用領域的具體測控儀器或系統(tǒng)，而應該抓住它們的“共性”，學習各種測控儀器或系統(tǒng)共同的電路基礎和整機原理，這樣就能增強適應性，以不變應萬變。二、本課程的學習內容主要研究微機化測控系統(tǒng)的整機原理與總體設計思想，學習怎樣用過去學習的微型計算機、傳感器、測量電路、控制電路等等功能模塊構建一個適合特定需要的測控儀器或系統(tǒng)。三、與先修課的聯系和區(qū)別1、必需的先修課：模擬電路、數字電路、傳感器技術、測控電路、微機原理等。2、與先修課的區(qū)

7、別：本課程不是研究各電路模塊本身的工作原理，而是研究由各個模塊構成的整個儀器或系統(tǒng)的工作原理；本課程不是研究各模塊的內部結構，而是研究各模塊相互之間的連接和影響；本課程不是設計某一個模塊的具體電路，而是從總體設計角度出發(fā)，研究各模塊設置的必要性，以及整機對該模塊的技術要求；本課程不只是從整機角度研究各部分硬件的連接，而且把硬件與軟件結合起來，著重研究與硬件相關的接口軟件測控算法、整機監(jiān)控程序以及影響整機性能的抗干擾技術等。四、本課程的性質是測控技術與儀器、自動化等專業(yè)的學生在學習完先修課后必