電器產(chǎn)品質(zhì)檢技術(shù) 清華大學出社 家用電器的自動測試系統(tǒng)PPT課件

1、2021-11-161第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)智能記錄儀I1接地電阻、絕緣電阻、耐壓、泄漏電流測試計算機智能電量顯示儀智能I/O模塊智能巡檢儀智能電量顯示儀智能巡檢儀智能I/O模塊電流變換電壓、電流變送環(huán)溫、進溫、出風溫度電壓、電流變送聲光報警返修氣缸環(huán)溫、進和出風溫度條形碼掃描閱讀器I17I2I37I44打印機現(xiàn)場過程總線(RS-485)起動電流曲線，判別最大起動電流集中顯示空調(diào)器的i/u/p等參數(shù)，溫度參數(shù)集中顯示空調(diào)器的i/u/p等參數(shù)，溫度參數(shù)四個工位測試數(shù)據(jù)與設(shè)定的合格范圍比較，判斷合格，并通過ADAM4050模塊輸出合格或不合格信號 第1頁/共41頁2021-11-162第

2、六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 1. 在線檢測系統(tǒng)構(gòu)成參數(shù)檢測信號調(diào)理模塊總線接口電量壓力溫度位移.放大濾波A/D轉(zhuǎn)換運算.488485/232USBLANCAN.系統(tǒng)構(gòu)成計算機/MCU第2頁/共41頁2021-11-163第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器及其選擇傳感器選用原則選用傳感器應(yīng)考慮幾個方面: (1)測試條件 (2)傳感器性能 (3)使用條件具體可以從以下幾個方面考慮：a)根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型b)靈敏度的選擇c)頻率響應(yīng)特性d)線性范圍e)穩(wěn)定性 f)精度第3頁/共41頁2021-11-164第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器及其選擇 傳感器常用的技術(shù)

3、性能指標基本參數(shù)指標基本參數(shù)指標環(huán)境參數(shù)指標環(huán)境參數(shù)指標可靠性可靠性指標指標其他指標其他指標量程量程指標指標：量程范圍、過載能力靈敏度靈敏度指標：靈敏度、分辨力、滿量程輸出、輸入輸出阻抗精度精度指標指標：精度、誤差、線性、滯后、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性動態(tài)性能動態(tài)性能指標指標：固有頻率、阻尼比、時間常數(shù)、頻率特性、穩(wěn)定時間、超調(diào)量溫度溫度指標指標：工作溫度范圍、溫度誤差、溫漂、溫度系數(shù)、熱滯后等抗振抗振指標指標：允許各向抗沖振的頻率、振幅及加速度、沖振所引入的誤差等其它其它指標：指標：抗潮濕、抗介質(zhì)腐蝕能力、抗電磁干擾工作壽命、平均無故障時間、保險期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓及抗飛狐等使用使用指

4、標指標：供電方式(交直流、頻率、波形)、功率、各項分布參數(shù)、電壓范圍與穩(wěn)定度結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)指標指標：外形尺寸、重量、殼體材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點等安裝連接安裝連接指標指標：安裝方式、饋線電纜等第4頁/共41頁2021-11-165第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器及其選擇“結(jié)構(gòu)型”電阻式傳感器拉壓力傳感器FF信號氣/液 壓力傳感器扭矩傳感器膜盒應(yīng)變傳感器人體秤第5頁/共41頁2021-11-166 R/L/C變化可以反映眾多的物理量信號，則電橋廣泛應(yīng)用于：電氣參數(shù)測量 RLC、Q、u、i、p非電參數(shù)測量 RT、RH、x、P、F、氣體、光 LT、 x、P、F、a、材質(zhì)分析 CRH、 x、P、F、a、液位第

5、六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u 測量電橋按電源性質(zhì)分直流電橋_只能測量R交流電橋_可測量R/L/C變化。I1I2R1R2R3R4uiuoabcd+ -E EI I恒壓源恒流源歸零法偏值法第6頁/共41頁2021-11-167第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路直流電橋的聯(lián)接方式a) 半橋單臂b) 半橋雙臂c) 全橋I1I2R2R3R4uiuoabcd11RRI1I2R3R4uiuoabcd11RR22RRI1I2uiuoabcd11RR22RR44RR33RR標準電阻應(yīng)變片實際使用中，為了簡化橋路設(shè)計，同時也為了得到電橋的最大靈敏度，通常R1=R2=R3=

6、R4=R0,即為等臂電橋.第7頁/共41頁2021-11-168第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器微微弱弱電信號干擾信號（工頻、靜電和電磁耦合等）高共模擬制比高增益高輸入阻抗低噪聲測測量量放放大大器器傳傳感感器器開環(huán)差模放大倍數(shù)線性區(qū)：uOAod(uPuN)，第8頁/共41頁2021-11-169第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器_+RFR1R1ui1uoRFui2F121()oiiRuuuR差分放大器uo_+RFR1RPuiiIiFi-i+反向比例放大1F10ufRRuuA第9頁/共41頁2021-11-1610第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量

7、智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路差動測量放大器電路結(jié)構(gòu)采用差動接法，從較大的共模信號中檢出差值信號并加以放大儀用放大器（3運放結(jié)構(gòu)） 儀用放大器電路原理GGGRVVRVVI21542211143RRVVVRIVVGG1265222GGVVVVI RVRRGfRRRVVVVA21216311)(21)(2145136450VVRRRRVVRRVGGfRRA121u測量放大器第10頁/共41頁2021-11-1611第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器(1)、AD521高輸入阻抗低失調(diào)電壓高共模抑制比增益：0.1103之間內(nèi)補償精密調(diào)整輸入輸出保護功能較強的過載能力使用

8、溫度在-25+85之間常用于0+70實用的測量放大器第11頁/共41頁2021-11-1612第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成程控增益放大器10位D/A轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的程控增益放大器反饋電阻作為信號Ui輸入端反饋從D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓UR端引入frefrefrefrefrefrefrefreffORRVRVRVRVRVRVRVRVRIV)2+4+8+16+32+64+128+256(=)2+2+2+2+2+2+2+2(256=7766554433221100DDDDDDDDRRVVfrefO第12頁/共41頁2021-11-1613第六章 電器產(chǎn)品

9、質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器程控增益放大器 （PGA）軟件調(diào)節(jié)增益用于壓阻式傳感器的1%精度信號調(diào)理器第13頁/共41頁2021-11-1614第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器隔離放大器調(diào)制式放大內(nèi)部分為輸入、輸出和電源三部分，彼此完全隔離低泄漏高頻載波變壓器耦合，提高微電流和低頻信號的測量精度，減少漂移第14頁/共41頁2021-11-1615第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器三個“地”相互隔離 抗高共模電壓（1500V）高共模抑制比高精度低漂移GF289集成隔離放大器第15頁/共41頁2021-11-1616

10、第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器GF289集成隔離放大器第16頁/共41頁2021-11-1617第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 傳感器配接模塊電路u測量放大器光電隔離放大系統(tǒng)ISO100光電耦合放大器ISO100的基本接法第17頁/共41頁2021-11-1618第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u濾波電路 功能：讓直流信號在指定截止頻率的低頻分量通過，而使高頻分量有很大衰減。 低通濾波器幅頻特性反饋式超低頻低通濾波器低通濾波器 信號轉(zhuǎn)換第18頁/共41頁2021-11-1619第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u濾波電路 功能：只允許通過某一頻段的信號，而在此

11、頻段兩端以外的信號將被抑制或衰減。 帶通濾波器特性二階帶通有源濾波器帶通濾波器 信號轉(zhuǎn)換第19頁/共41頁2021-11-1620第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換電壓-電流變換作用：將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號輸出。 負載浮地的U-I變換電路類似于一個同相放大器，負載RL的兩端都不接地（浮地）。1、負載浮地的U-I 變換器第20頁/共41頁2021-11-1621第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換差動輸人U-I變換電路 利用單位增益運算放大器與精密運算放大器可以組成差動輸入U-I變換電路。 該電路的特點是負載電流與負載電阻無關(guān)，僅與兩輸入電壓之差

12、成比例。差動輸入U-I變換第21頁/共41頁2021-11-1622第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換精密I-U變換器電路通用精密I-U 變換能將420mA輸人電流轉(zhuǎn)換成05V的電壓輸出第22頁/共41頁2021-11-1623第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換D/A轉(zhuǎn)換器AD7524：CMOS單片廉價低功耗8位并行功耗20MW非線性度0.05%，供電電壓： +5V+15V D/A轉(zhuǎn)換輸出連接線路D/A芯片應(yīng)用實例第23頁/共41頁2021-11-1624第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)u信號轉(zhuǎn)換電路 信號轉(zhuǎn)換ADC0804管腳圖 ADC0804外接

13、時鐘接線 ADC0804集成芯片8位分辨率完成一次轉(zhuǎn)換需100s轉(zhuǎn)換精度1LSB輸入電壓為05V輸入模擬電壓可為5VADC0804第24頁/共41頁2021-11-1625第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 通用轉(zhuǎn)換模塊配置放大器 單端放大器 儀用放大器 隔離放大器 程控放大器 電荷放大器 運算放大器靜態(tài)技術(shù)指標1.輸入失調(diào)電壓2.輸入失調(diào)電流 3.輸入偏置電流 4.輸入失調(diào)電壓溫漂5.輸入失調(diào)電流溫漂 6.最大差模輸入電壓7.最大共模輸入電壓 運算放大器動態(tài)技術(shù)指標 1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)2.差模輸入電阻 3.共模抑制比4.-3dB帶寬 5.單位增益帶寬6.轉(zhuǎn)換速率(壓擺率)7.等效輸入噪聲

14、電壓主要指標: 靈 敏 度：0.11000mV/pC 頻率范圍：0.3100KHz上可選 噪 聲(最大靈敏度)：輸出端小于5mV 歸 一 化：三位十進制數(shù)碼開關(guān) 準 確 度：1% 輸 出：10V/10mA 電 源：220V/50Hz 尺 寸：260 x144x240特點：靈敏度與量程自動換算，多通道。 第25頁/共41頁2021-11-1626第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 通用轉(zhuǎn)換模塊配置ACTRLRUN K-803 小信號放大調(diào)理端子板主要技術(shù)指標： 輸入通道數(shù)：4路小信號調(diào)理+1路冷端補償 放大倍數(shù)：500倍（各路獨立），按需要調(diào)整 輸出電壓：05V 冷端補償溫度：050 冷端補償誤差

15、：最大0.5 適用熱電偶：任意類型熱電偶 測量溫度范圍：可選 供電電壓：15V 使用環(huán)境要求： 工作溫度：040 相對濕度：4080 RH 存貯溫度：5585 外型尺寸：長寬 =167mm8.1mm第26頁/共41頁2021-11-1627第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 單片機系統(tǒng)第一階段（1976-1978） 單片機的控索階段第二階段（1978-1982）單片機的完善階段第三階段（1982-1990）8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段第四階段（1990）微控制器的全面發(fā)展階段第27頁/共41頁2021-11-1628第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)

16、 單片機系統(tǒng)l 4位MCU計算器、車用儀表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD播放器、LCD驅(qū)動控制器、LCD游戲機、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計、溫濕度計、遙控器及傻瓜相機等l 8位MCU電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器（CallerID）、電話錄音機、CRT顯示器、鍵盤及USB等l 16位MCU行動電話、數(shù)字相機及攝錄放影機等l 32位MCUModem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機與彩色傳真機l 64位MCU高階工作站、多媒體互動系統(tǒng)、高級電視游樂器（如SEGA的Dreamca

17、st及Nintendo的GameBoy）及高級終端機等應(yīng)用途徑第28頁/共41頁2021-11-1629第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)RS-485 /RS232 通用串行總線 接口總線 這種方式雖然具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但其數(shù)據(jù)傳輸速率低且傳輸協(xié)議不完善，難以組成大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 l它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000b/s范圍內(nèi)的通信。第29頁/共41頁2021-11-1630工業(yè)以太網(wǎng) 在互聯(lián)設(shè)備之間以 10100Mbps 的速率傳送信息包。 速度快，易丟包第30頁/共41頁2021-11-1631第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng)CAN總線31 CAN總線是一種支持分布式控制和實時控制的串

18、行通信網(wǎng)絡(luò)，它的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性的特點并且有很好的誤差檢測機制，通信速率最大可達1Mb/s（總線長度小于40m），最遠通訊距離可達10km（5kbps以下） 第31頁/共41頁2021-11-1632第32頁/共41頁2021-11-1633第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 虛擬儀器技術(shù)IVI：Interchangable Virtual Instrument, 可互換虛擬儀器。 第33頁/共41頁2021-11-1634第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 虛擬儀器技術(shù)常用虛擬儀器板卡Motion Control CardField PointDAQ CardIMAQ Card第34頁/共41頁2021-11-1635第六章 電器產(chǎn)品質(zhì)量智能測試系統(tǒng) 虛擬儀器技術(shù)常見的虛擬儀器軟件平臺第3