课程设计指导书 [典型的数据采集/控制系统 传感器 信号 数字信 绘图仪 处理 多 号输入 传感器 路切换 S/H A/D 控小计算机 显示 2 处理 终端 模拟信 打印机 传感器 信号 号输出 D/A 处理 图1-4典型数据釆集/控制系统 图中被测信号由传感器转化成相应的电信号(最终是电压),这是任何非电检测必不可少的环节。不同 信号其传感器是不同的。例如,若第1路被测信号是温度,其传感器可以是热敏电阻、热电耦等。第2路是 力,传感器可以是各种应变片,等等 传感器输出的信号不能直接送到输出设备进行显示或记录,需要进一步处理。信号的处理由两部分完成, 即模拟信号处理和数字信号处理。后者由计算机承担。计算机以前的全部信号处理都是模拟信号处理。其中 A/D(模/数)转换是关键环节,它的作用是将模拟量转换为数字量以适应计算机工作。 模拟信号处理与调节的内容是相当丰富的。信号调节的主要作用是使传感器输出信号与AD转换器相匹 配,例如AD转换的输入电平是0一5V,而传感器的输出电平仅几毫伏(mV),这时必须采取放大措施以减 小量化误差,放大器输出电平愈接近AD输入的满标,相对误差也就越小,这时的信号调节器就是放大器。 当然,若传感器输出电平过大,则信号调节器应是衰减器。如果传感器输出信号过程中或在传输过程中,混 入了虚假部分,就需要进行滤波、压缩频带,用以降低采样率。另外,阻抗变换、屏蔽接地、调制与解调 信号线性化等等,皆属处理范围。一般说来,对弱信号测试,放大与滤波是最重要的环节。并非每个系统都 得包含上述全部内容,对不同的测试任务,系统应包含哪些环节是有所选择的。注意到被测信号有n个,相 应的n个通道共享一个A/转换器,这样做的目的是为了降低成本、减小体积。为了是各路信号互不混迭 系统中比须采用模拟多路切换开关。切换开关相当于一个单刀多掷开关(这里为n掷)开关,它的作用是把 各路信号按预定时序分时地与保持电路接通。保持电路的引入是因为AD转换需要一定时间,在转换期间模 拟信号应保持不变 带计算机的测控系统的性能是很高的。计算机在系统究竟起何作用,有何优点呢? (1)使测控自动化 由于计算机有信号存贮、判断和处理能力,所以能控制开关通断、量程自动切换、系统自动校准、自 动诊断故障、结果自动输出,等等。总之,计算机是测试系统的神经中枢,它使整个系统成为一个有机的整课程设计指导书 5 [典型的数据采集/控制系统] 图 1-4 典型数据采集/控制系统 图中被测信号由传感器转化成相应的电信号（最终是电压），这是任何非电检测必不可少的环节。不同 信号其传感器是不同的。例如，若第１路被测信号是温度，其传感器可以是热敏电阻、热电耦等。第２路是 力，传感器可以是各种应变片，等等。 传感器输出的信号不能直接送到输出设备进行显示或记录，需要进一步处理。信号的处理由两部分完成， 即模拟信号处理和数字信号处理。后者由计算机承担。计算机以前的全部信号处理都是模拟信号处理。其中 A/D（模／数）转换是关键环节，它的作用是将模拟量转换为数字量以适应计算机工作。 模拟信号处理与调节的内容是相当丰富的。信号调节的主要作用是使传感器输出信号与 A/D 转换器相匹 配，例如 A/D 转换的输入电平是０－５V，而传感器的输出电平仅几毫伏（mV）,这时必须采取放大措施以减 小量化误差，放大器输出电平愈接近 A/D 输入的满标，相对误差也就越小，这时的信号调节器就是放大器。 当然，若传感器输出电平过大，则信号调节器应是衰减器。如果传感器输出信号过程中或在传输过程中，混 入了虚假部分，就需要进行滤波、压缩频带，用以降低采样率。另外，阻抗变换、屏蔽接地、调制与解调、 信号线性化等等，皆属处理范围。一般说来，对弱信号测试，放大与滤波是最重要的环节。并非每个系统都 得包含上述全部内容，对不同的测试任务，系统应包含哪些环节是有所选择的。注意到被测信号有 n 个，相 应的 n 个通道共享一个 A/D 转换器，这样做的目的是为了降低成本、减小体积。为了是各路信号互不混迭， 系统中比须采用模拟多路切换开关。切换开关相当于一个单刀多掷开关（这里为 n 掷）开关，它的作用是把 各路信号按预定时序分时地与保持电路接通。保持电路的引入是因为 A/D 转换需要一定时间，在转换期间模 拟信号应保持不变。 带计算机的测控系统的性能是很高的。计算机在系统究竟起何作用，有何优点呢？ （1）使测控自动化 由于计算机有信号存贮、判断和处理能力，所以能控制开关通断、量程自动切换、系统自动校准、自 动诊断故障、结果自动输出，等等。总之，计算机是测试系统的神经中枢，它使整个系统成为一个有机的整 传感器 1 传感器 2 传感器 n 信号 处理 信号 处理 信号 处理 多 路 切 换 开 关 S / H 测 控 接 口 计算机 绘图仪 显 示 终 端 打印机 A / D D / A 数字信 号输入 模拟信 号输出