第6章 電氣測(cè)量與檢測(cè)

1、共99頁(yè)第1頁(yè)共99頁(yè)第2頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展第二節(jié)第二節(jié) 傳感器傳感器第三節(jié)第三節(jié) 執(zhí)行器執(zhí)行器第四節(jié)第四節(jié) 虛擬儀器虛擬儀器第五節(jié)第五節(jié) 智能儀器儀表智能儀器儀表第六節(jié)第六節(jié) 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)共99頁(yè)第3頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展儀器儀表分類儀器儀表分類儀器儀表的發(fā)展儀器儀表的發(fā)展共99頁(yè)第4頁(yè)傳感器的地位和作用傳感器的地位和作用1 1傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)與支柱傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)與支柱 信息采集信息采集 信息傳輸信息傳輸 信息處理信息處理 第二節(jié)第二節(jié) 傳感器傳感器第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第5頁(yè)2

2、 2傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第6頁(yè)工、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化化工、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化化應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第7頁(yè)航天技術(shù)航天技術(shù)軍事領(lǐng)域軍事領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第8頁(yè)機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人技術(shù)資源開發(fā)資源開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第9頁(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)測(cè)海洋探測(cè)海洋探測(cè)安全保衛(wèi)安全保衛(wèi)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第10頁(yè)醫(yī)療診斷醫(yī)療診斷交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸家用電器家用電器應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第11頁(yè)傳感器的定義及構(gòu)成傳感器的定義及構(gòu)成 被測(cè)信息被測(cè)信息敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換

3、元件轉(zhuǎn)換元件輔助電路輔助電路信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路輸出信息輸出信息 傳感器傳感器(Transducer/Sensor)(Transducer/Sensor)的定義的定義 傳感器的組成部分傳感器的組成部分第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第12頁(yè) 傳感器的分類傳感器的分類 傳感器的輸入、輸出特性傳感器的輸入、輸出特性作圖法求靈敏度過(guò)程作圖法求靈敏度過(guò)程 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第13頁(yè)壓力傳感器壓力傳感器 壓力傳感器的發(fā)展歷史壓力傳感器的發(fā)展歷史 壓力傳感器的發(fā)展趨勢(shì)壓力傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第14頁(yè)壓力測(cè)量的理論基礎(chǔ)簡(jiǎn)述壓力測(cè)量的理論基礎(chǔ)簡(jiǎn)述 壓力的定義壓力的定義 氣體和液體的壓力氣體和

4、液體的壓力 壓力的單位壓力的單位 壓力的形式壓力的形式第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第15頁(yè) 壓壓 力力 作作 用用 膜片形變（應(yīng)變）膜片形變（應(yīng)變） 應(yīng)變片電阻改變應(yīng)變片電阻改變 敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件單晶硅膜片(受壓面)A、基本測(cè)量原理、基本測(cè)量原理第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第16頁(yè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第17頁(yè)24V420mA1mA0.5mA3.519.5mA0.5mA319mA采樣電阻（一般為250歐姆標(biāo)準(zhǔn)電阻）電量接受端壓力變送端L022f112 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第18頁(yè) (a) 絕對(duì)壓力測(cè)量絕對(duì)壓力測(cè)量應(yīng)變膜片孔應(yīng)變膜片孔12氣孔壓力參考真空室密封應(yīng)變膜片(b) 表壓力測(cè)量表壓

5、力測(cè)量 (c) 差壓測(cè)量差壓測(cè)量 B、壓力傳感器三種測(cè)量方式的結(jié)構(gòu)、壓力傳感器三種測(cè)量方式的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第19頁(yè)C、各種壓力傳感器、各種壓力傳感器第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第20頁(yè)溫度傳感器溫度傳感器 溫度測(cè)量的基本概念溫度測(cè)量的基本概念 溫度測(cè)量的基本概念溫度測(cè)量的基本概念 溫溫 標(biāo)標(biāo) 溫度傳感器的分類溫度傳感器的分類第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第21頁(yè)A、基本測(cè)量原理、基本測(cè)量原理 熱電效應(yīng)熱電效應(yīng) 熱電偶原理圖熱電偶原理圖 EAB（T，T0）= fAB（t） 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第22頁(yè)幾種常用熱電偶的熱電極幾種常用熱電偶的熱電極 分度號(hào)分度號(hào)正正 極極 （GradeGrade）負(fù)

6、負(fù) 極極 （GradeGrade）N N鎳鉻硅（鎳鉻硅（Ni-Cr-SiNi-Cr-Si）鎳硅（鎳硅（Ni-SiNi-Si）K K鎳鉻（鎳鉻（Ni-CrNi-Cr）鎳鉻（鋁）（鎳鉻（鋁）（Ni-CrNi-Cr （AIAI）E E鎳鉻鎳鉻 （Ni-CrNi-Cr）銅鎳（康銅）（銅鎳（康銅）（Cu-NiCu-Ni（ConstantanConstantan）J J鐵（鐵（FeFe）銅鎳（康銅）（銅鎳（康銅）（Cu-NiCu-Ni（ConstantanConstantan）T T銅（銅（CuCu）銅鎳銅鎳( (康銅康銅) ) （Cu-Ni( Constantan)Cu-Ni( Constantan)）

7、S S鉑銠（鉑銠（PtPt（RhRh 10 10）鉑（鉑（PtPt）R R鉑銠（鉑銠（PtPt（RhRh 13 13）鉑（鉑（PtPt）B B鉑銠（鉑銠（PtPt（RhRh 30 30）鉑（鉑（PtPt（RhRh 10 10）第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第23頁(yè) 測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅鳒y(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅?熱敏電阻熱敏電阻材料材料溫度溫度(t/)(t/)電阻率電阻率/(10/(10-8-8m)m)電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)0 0/-1-1銀銀20201.5861.5860.0038(20)0.0038(20)銅銅20201.6781.6780.00393(20)0.00393(20)金金20202.402.40

8、0.00324(20)0.00324(20)鎳鎳20206.846.840.0069(0100)0.0069(0100)鉑鉑202010.610.60.00324(0100)0.00324(0100)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第24頁(yè) B、常用溫度測(cè)量接口電路常用溫度測(cè)量接口電路 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第25頁(yè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第26頁(yè)在線式紅外測(cè)溫儀在線式紅外測(cè)溫儀熱敏電阻熱敏電阻 C、溫度測(cè)量傳感器溫度測(cè)量傳感器 紅外體溫儀紅外體溫儀空調(diào)溫度傳感器空調(diào)溫度傳感器 微小的溫度傳感器微小的溫度傳感器 鎧裝熱電偶熱電阻鎧裝熱電偶熱電阻第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第27頁(yè)信號(hào)調(diào)理電路的作用信號(hào)調(diào)理電路的

9、作用 較高的精度較高的精度 噪聲抑制噪聲抑制/ /隔離隔離 系統(tǒng)靈活性系統(tǒng)靈活性/ /自診斷性自診斷性 降低成本降低成本第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第28頁(yè)濕度傳感器濕度傳感器 濕度的危害濕度的危害 濕敏電阻的原理濕敏電阻的原理 干濕球濕度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度的原理干濕球濕度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度的原理濕度對(duì)儀器影響示意圖濕度對(duì)儀器影響示意圖 干濕球濕度計(jì)原理圖干濕球濕度計(jì)原理圖第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第29頁(yè)物位傳感器物位傳感器 超聲波檢測(cè)技術(shù)超聲波檢測(cè)技術(shù) 測(cè)量原理測(cè)量原理 特點(diǎn)特點(diǎn) 適用范圍適用范圍第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第30頁(yè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第31頁(yè)B、實(shí)際應(yīng)用電路、實(shí)際應(yīng)用電路第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)

10、第32頁(yè)測(cè)厚儀測(cè)厚儀物位檢測(cè)儀物位檢測(cè)儀無(wú)損探測(cè)無(wú)損探測(cè)測(cè)距儀測(cè)距儀液位儀液位儀B 超超接近開關(guān)接近開關(guān)C、各種應(yīng)用、各種應(yīng)用第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第33頁(yè)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù) 時(shí)域發(fā)射技術(shù)時(shí)域發(fā)射技術(shù)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第34頁(yè) 調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)頻率控制回路原理方框圖頻率控制回路原理方框圖 FMCWFMCW雷達(dá)測(cè)量原理圖雷達(dá)測(cè)量原理圖第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第35頁(yè)流量傳感器流量傳感器 流量測(cè)量方法流量測(cè)量方法 節(jié)流裝置節(jié)流裝置文丘里噴嘴在管道中的位置文丘里噴嘴在管道中的位置 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第36頁(yè)浮子流量計(jì)浮子流量計(jì) 圖3 金屬管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)換部分；2-傳感

11、器部分；3-導(dǎo)桿；4-浮子；5-錐形管部分；第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第37頁(yè)浮子流量計(jì)工作原理浮子流量計(jì)工作原理浮子流量計(jì)工作原理浮子流量計(jì)工作原理1-1-錐形管錐形管 2-2-浮子浮子 3-3-流通環(huán)隙流通環(huán)隙第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第38頁(yè)容積式流量計(jì)的工作原理容積式流量計(jì)的工作原理第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第39頁(yè) 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第40頁(yè)渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第41頁(yè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第42頁(yè)超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)測(cè)量原理測(cè)量原理測(cè)量流量原理分類測(cè)量流量原理分類 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第43頁(yè)時(shí)間差法測(cè)量流量原理時(shí)間差法測(cè)量流量原理 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第44

12、頁(yè)頻率差法測(cè)量流量原理圖頻率差法測(cè)量流量原理圖a a） 異側(cè)異側(cè) b b） 同側(cè)同側(cè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第45頁(yè)光纖傳感器流量計(jì)光纖傳感器流量計(jì)光纖傳感器檢測(cè)透明的有色物體光纖傳感器檢測(cè)透明的有色物體第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第46頁(yè)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 測(cè)量原理測(cè)量原理 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第47頁(yè)其它常用的流量計(jì)其它常用的流量計(jì)渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)明渠流量?jī)x明渠流量?jī)x刮板流量計(jì)刮板流量計(jì)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第48頁(yè)電磁傳感器電磁傳感器 磁傳感器是最古老的傳感器，指南針是磁傳感器是最古老的傳感器，指南針是磁傳感器的最早的一種應(yīng)用。磁傳感器的最早的一種應(yīng)用。 磁旋轉(zhuǎn)傳

13、感器主要組成部分。磁旋轉(zhuǎn)傳感器主要組成部分。第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第49頁(yè)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第50頁(yè)霍爾轉(zhuǎn)速表霍爾轉(zhuǎn)速表 霍爾轉(zhuǎn)速表原理霍爾轉(zhuǎn)速表原理a) a) 齒未對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線分散的情況齒未對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線分散的情況 b) b) 齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線集中的情況齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線集中的情況第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第51頁(yè)接近開關(guān)接近開關(guān) 常用的接近開關(guān)分類常用的接近開關(guān)分類 接近開關(guān)的特點(diǎn)接近開關(guān)的特點(diǎn) 接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)接近開關(guān)的主要性能指標(biāo)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第52頁(yè)電渦流接近開關(guān)原理框圖電渦流接近開關(guān)原理框圖 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第53頁(yè)電磁傳感器的應(yīng)用（一）

14、電磁傳感器的應(yīng)用（一）第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第54頁(yè)電磁傳感器的應(yīng)用（二）電磁傳感器的應(yīng)用（二）第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第55頁(yè)磁光效應(yīng)傳感器的原理磁光效應(yīng)傳感器的原理光電效應(yīng)光電效應(yīng)外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)磁光效應(yīng)傳感器磁光效應(yīng)傳感器第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第56頁(yè)磁光效應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)磁光效應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第57頁(yè)常用磁光傳感器常用磁光傳感器光敏晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)光敏晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)a)a) 內(nèi)部組成內(nèi)部組成 b)b)管芯結(jié)構(gòu)管芯結(jié)構(gòu) c c）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖1 1集電極引腳集電極引腳 2 2管芯管芯 3 3外殼外殼 4 4玻璃聚光鏡玻璃聚光鏡 5 5發(fā)射極引腳發(fā)射極引腳 6 6

15、N+N+襯底襯底 7 7N N型集電區(qū)型集電區(qū) 8 8SiO2SiO2保護(hù)圈保護(hù)圈 9 9集電結(jié)集電結(jié) 1010P P型基區(qū)型基區(qū) 1111N N型發(fā)射區(qū)型發(fā)射區(qū) 1212發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第58頁(yè)（8）激光傳感器）激光傳感器 激光智能感測(cè)器是激光學(xué)領(lǐng)域地最新成果，激光智能感測(cè)器是激光學(xué)領(lǐng)域地最新成果，采用功率安全可靠且不足以引爆任何油晶介質(zhì)采用功率安全可靠且不足以引爆任何油晶介質(zhì) 的激光作為探測(cè)光源，應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)的激光傳感的激光作為探測(cè)光源，應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)的激光傳感技術(shù)而可廣泛適用于石油、化工、冶金、鍋爐技術(shù)而可廣泛適用于石油、化工、冶金、鍋爐 等行業(yè)、領(lǐng)域的一種新型的非接觸式

16、智能測(cè)量?jī)x等行業(yè)、領(lǐng)域的一種新型的非接觸式智能測(cè)量?jī)x表。表。 它徹底解決了以前所應(yīng)用的各種液位它徹底解決了以前所應(yīng)用的各種液位 監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)儀表之不足，不受介質(zhì)溫度、密度、壓力等物理、儀表之不足，不受介質(zhì)溫度、密度、壓力等物理、化學(xué)性質(zhì)的影響，可以測(cè)量本產(chǎn)晶溫度化學(xué)性質(zhì)的影響，可以測(cè)量本產(chǎn)晶溫度 范圍內(nèi)范圍內(nèi)的所有的液體介質(zhì)液位，其輸出的數(shù)字信號(hào)可直的所有的液體介質(zhì)液位，其輸出的數(shù)字信號(hào)可直接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第59頁(yè)激光傳感器測(cè)量原理圖激光傳感器測(cè)量原理圖 激光傳感器激光傳感器第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第60頁(yè)電量變送器電量變送器 電量變送器的用途、分類電量

17、變送器的用途、分類 霍爾元件的原理霍爾元件的原理第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第61頁(yè)B、應(yīng)用、應(yīng)用 第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第62頁(yè)（9）其他傳感器）其他傳感器 紅外傳感系統(tǒng)分類紅外傳感系統(tǒng)分類 紅外傳感器工作原理紅外傳感器工作原理第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第63頁(yè)仿生傳感器仿生傳感器 仿生傳感器，是一種采用新的檢測(cè)原仿生傳感器，是一種采用新的檢測(cè)原理的新型傳感器。理的新型傳感器。 仿生傳感器原理仿生傳感器原理 仿生傳感器分類仿生傳感器分類第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第64頁(yè) 在圖中我們可以看到，仿生傳感器和生物學(xué)在圖中我們可以看到，仿生傳感器和生物學(xué)理論的方方面面都有密切的聯(lián)系，是生物學(xué)理論理論的方方面面都有

18、密切的聯(lián)系，是生物學(xué)理論發(fā)展的直接成果。發(fā)展的直接成果。第二節(jié) 傳感器共99頁(yè)第65頁(yè) 執(zhí)行器按其能源形式分為氣動(dòng)，電動(dòng)執(zhí)行器按其能源形式分為氣動(dòng)，電動(dòng)和液動(dòng)三大類，它們各有特點(diǎn)，適用于不和液動(dòng)三大類，它們各有特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。同的場(chǎng)合。第三節(jié) 執(zhí)行器第三節(jié)第三節(jié) 執(zhí)行器執(zhí)行器共99頁(yè)第66頁(yè)A、氣動(dòng)執(zhí)行器工作原理、氣動(dòng)執(zhí)行器工作原理第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第67頁(yè) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類 正作用形式正作用形式 反作用形式反作用形式第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第68頁(yè)B、電動(dòng)執(zhí)行器工作原理、電動(dòng)執(zhí)行器工作原理第三節(jié) 執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器組成方塊圖電動(dòng)執(zhí)行器組成方塊圖共99

19、頁(yè)第69頁(yè)C、電、電-氣轉(zhuǎn)換器氣轉(zhuǎn)換器 電電- -氣轉(zhuǎn)換器的作用氣轉(zhuǎn)換器的作用第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第70頁(yè)電-氣轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)圖1- 噴嘴擋板；噴嘴擋板； 2- 調(diào)零彈簧；調(diào)零彈簧； 3- 負(fù)反饋波紋管；負(fù)反饋波紋管； 4- 十字彈簧；十字彈簧； 5- 正反饋波紋管；正反饋波紋管； 6- 杠桿；杠桿； 7- 測(cè)量線圈；測(cè)量線圈； 8- 磁鋼；磁鋼； 9- 鐵芯；鐵芯； 10- 放大器放大器第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第71頁(yè)電電-氣轉(zhuǎn)換器工作過(guò)程氣轉(zhuǎn)換器工作過(guò)程第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第72頁(yè)電電-氣閥門定位器原理結(jié)構(gòu)圖氣閥門定位器原理結(jié)構(gòu)圖1- 力矩馬達(dá)力矩馬達(dá); 2- 主杠桿主杠桿; 3- 平衡

20、彈簧平衡彈簧;4- 反饋凸輪支點(diǎn)反饋凸輪支點(diǎn);5- 反饋凸輪反饋凸輪; 6- 負(fù)杠桿負(fù)杠桿; 7- 負(fù)杠桿支點(diǎn)負(fù)杠桿支點(diǎn);8- 薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu);9- 反饋桿反饋桿; 10- 滾輪滾輪; 11- 反饋彈簧反饋彈簧; 12- 調(diào)零彈簧調(diào)零彈簧; 13- 擋板擋板; 14- 噴嘴噴嘴; 15- 主杠桿支點(diǎn)主杠桿支點(diǎn) 第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第73頁(yè)電電-氣閥門定位器工作過(guò)程氣閥門定位器工作過(guò)程第三節(jié) 執(zhí)行器共99頁(yè)第74頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 虛擬儀器虛擬儀器一、概述一、概述 虛擬儀器中虛擬儀器中“虛擬虛擬”兩字的含義兩字的含義第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第75頁(yè)儀器和測(cè)試技術(shù)發(fā)展儀器和測(cè)試技術(shù)發(fā)展第四

21、節(jié) 虛擬儀器虛擬儀器虛擬儀器傳統(tǒng)儀器傳統(tǒng)儀器開放性、靈活，可與計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展封閉性、儀器間配合較差關(guān)鍵是軟件，系統(tǒng)性能升級(jí)方便，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載升級(jí)程序即可關(guān)鍵是硬件，升級(jí)成本較高，且升級(jí)必須上門服務(wù)價(jià)格低廉，儀器間資源可重復(fù)利用率高價(jià)格昂貴，儀器間一般無(wú)法相互利用用戶可定義儀器功能只有廠家能定義儀器功能可以與網(wǎng)絡(luò)及周邊設(shè)備方便連接功能單一，只能連接有限的獨(dú)立設(shè)備開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用降至最低開發(fā)與維護(hù)開銷高技術(shù)更新周期短（12年）技術(shù)更新周期長(zhǎng)（510年）共99頁(yè)第76頁(yè)客戶定義的基于客戶定義的基于PC的測(cè)試測(cè)量和自的測(cè)試測(cè)量和自動(dòng)化的最終解決方案動(dòng)化的最終解決方案?jìng)鹘y(tǒng)的儀器廠商所定義傳統(tǒng)的儀器

22、廠商所定義的儀器的儀器處理器處理器RAMROM顯示器顯示器電源電源硬盤硬盤第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第77頁(yè)虛擬儀器 Virtual Instrumentation二、構(gòu)成二、構(gòu)成 硬件硬件 軟件軟件第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第78頁(yè)三、基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)三、基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)第四節(jié) 虛擬儀器虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)工作流程虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)工作流程 共99頁(yè)第79頁(yè)LabVIEWLabVIEW 圖形化編程語(yǔ)言圖形化編程語(yǔ)言 可以編譯的圖形化編程語(yǔ)言環(huán)境可以編譯的圖形化編程語(yǔ)言環(huán)境 提高開發(fā)效率提高開發(fā)效率 第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第80頁(yè)Demo: LabVIEW VI第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第81頁(yè)

23、LabVIEWLabVIEW 開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)采集采集 分析分析 顯示顯示第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第82頁(yè)儀器控制架構(gòu)儀器控制架構(gòu)GPIB Extenders1Hub2GPIB/SerialEnet to GPIB/Serial3Ethernet-based Instrument4第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第83頁(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡 信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理 連接附件連接附件 傳感器傳感器第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第84頁(yè)數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡 Multifunction Analog I/O, Digital I/O, Counter/Timer第四節(jié) 虛擬儀器

24、共99頁(yè)第85頁(yè)視頻和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組件視頻和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組件Motor Drive/AmplifierMotor or Actuator and FeedbackIMAQ CameraMotion ControllerIMAQ Board第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第86頁(yè)圖像分析軟件圖像分析軟件圖像開發(fā)模塊圖像開發(fā)模塊 配置軟件配置軟件 (Vision Builder) Quickly prototype vision applications Create LabVIEW VIs 可編程軟件可編程軟件 (IMAQ Vision) More than 150 image processing functions Functions compatible with LabVIEW, C, C+, and Visual BasicReducedDevelopmentTime第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第87頁(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋信號(hào)反饋信號(hào)Limit/Home/Index開關(guān)開關(guān), I/OControl PanelFlowPressure Alarm ConditionsSTOPTemperature運(yùn)動(dòng)控制卡運(yùn)動(dòng)控制卡運(yùn)動(dòng)控制軟件運(yùn)動(dòng)控制軟件驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器器 / / 放大器放大器馬達(dá)馬達(dá)第四節(jié) 虛擬儀器共99頁(yè)第88頁(yè) 應(yīng)用應(yīng)用