
第二节带计算机的检测系统简介 带计算机的检测系统的特点及功能 1.性能价格比高: 2.设计灵活性高; 3.操作方便; 4.有强大的运算功能; 5.具有记忆功能; 6.有自校准功能; 7.能进行自动故障诊断。 2023/7/16
2023/7/16 1 第二节 带计算机的检测系统简介 一、带计算机的检测系统的 特点及功能 1.性能价格比高; 2.设计灵活性高; 3.操作方便; 4.有强大的运算功能; 5.具有记忆功能; 6.有自校准功能; 7.能进行自动故障诊断

二、带计算机的检测系统的工作流程 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AD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”。 2023/7/16 2
2023/7/16 2 二、带计算机的检测系统的工作流程 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。 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 点均被采样完毕为止。计算机不可能在同一时刻读 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“巡回检测

8通道巡回检测数据采集器 USB-8516便携式数据采集仪 信号输入 Ch2 Ch5 Ch6 雪 成都中科动态仪器有限公司 8个传感器信号 输入端口 2023/7116
2023/7/16 3 8通道巡回检测数据采集器 8个传感器信号 输入端口

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: 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 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 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。 2023/7/16
2023/7/16 4 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: 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 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 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

三、系统中的几种重要部件 1.采样开关 (1)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,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,驱动功率约几十毫瓦。耗 电较大、速度较慢是干簧继电器的主要缺点。 490-1473 SAN YOU 干簧管 2023/7/16 5
2023/7/16 5 三、系统中的几种重要部件 1.采样开关 (1)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,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,驱动功率约几十毫瓦。耗 电较大、速度较慢是干簧继电器的主要缺点。 干簧管

(2)CMOS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 半导体开关。它的控制端处于“有效”状态时,内部 的P沟道MOS管或N沟道MOS管导通,模拟开关处于 导通状态,导通电阻约几欧至几百欧(视型号而定)。 当控制端处于“无效”状态时开关截止,截止电阻大 于1082。CMOS模拟开关的优点是集成度高,动作快 (小于1μs)、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。 S2066 2023/7/16
2023/7/16 6 (2) CMOS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 半导体开关。它的控制端处于“有效”状态时,内部 的P沟道MOS管或N沟道MOS管导通,模拟开关处于 导通状态,导通电阻约几欧至几百欧(视型号而定)。 当控制端处于“无效”状态时开关截止,截止电阻大 于108Ω。 CMOS模拟开关的优点是集成度高,动作快 (小于1s)、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

2.放大器 从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AD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、频带宽至直流。 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DCDC电源。 2023/7/16
2023/7/16 7 2.放大器 从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A/D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、频带宽至直流。 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DC/DC电源

精密隔离放大器举例 线性误差:小于0.01% 输入阻抗:1M2 隔离度:2500V/50Hz/1mim 工作温度:-10℃~+60℃ 2023/7/16 8
2023/7/16 8 精密隔离放大器举例 线性误差:小于0.01% 输入阻抗:1MΩ 隔离度:2500V/50Hz/1min 工作温度:-10℃~+60℃

3.AD转换器(ADC) 放大器放大后的模拟信号必须进行AD 转换才能由计算机进行运算处理。目前采用 较多的AD转换器有两大类:一类是并行AD 转换器,另一类是串行AD转换器。 在并行AD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8 位、12位、16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10次左右),但价格便宜。常见的 有3位半、4位半等规格。 2023/7116 9
2023/7/16 9 3.A/D转换器(ADC) 放大器放大后的模拟信号必须进行A/D 转换才能由计算机进行运算处理。目前采用 较多的A/D转换器有两大类:一类是并行A/D 转换器,另一类是串行A/D转换器。 在并行A/D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8 位、12位、16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10次左右),但价格便宜。常见的 有3位半、4位半等规格

AD转换器的光耦接口电路 oVCCI Vccr OVCC2 从放大器来 DB DB (模拟信号) QVcci 微 AB AB A/D 考基准电压 多路光耦合器 CB CB 机 2023/7/16 10
2023/7/16 10 A/D转换器的光耦接口电路