模塊1——認識自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)

1、模塊模塊1 1 認識自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)認識自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) 主要內(nèi)容：單元1 認識傳感器單元2 認識測量和誤差單元3 認識自動檢測與接口技術(shù)單元4 認識虛擬儀器檢測技術(shù) 所謂檢測就是人們借助于儀器、設(shè)備，利用各種物理、化學效應(yīng)，采用一定的方法，將客觀世界的有關(guān)信息通過檢查與測量獲取定性或定量信息的認識過程。 例如，電視機、空調(diào)遙控器等使用的是紅外線傳感器；電冰箱、微波爐、空調(diào)機溫度控制所使用的是溫度傳感器；煤氣灶、燃氣熱水器報警所使用的是氣體傳感器，等等。 檢測包含檢驗與測量兩個方面，檢驗往往是獲取定性信息，而測量則是獲取定量信息。這種在檢驗和測量過程中完全不需要或僅需要很少的人工干預(yù)而自動

2、完成的技術(shù)叫做自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)。 【引導(dǎo)語】 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題引入】 日常生活中，人們總是要通過各種感覺器官來獲取外界的信息，從而決定做什么。人的眼、耳、鼻、舌和皮膚等“五官”分別具有視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等五個功能，幫助人們獲取各種信息。 機器在代替人的勞動時，需要獲取比人更多的信息，這就靠人們不斷發(fā)明的傳感器來代替人的感覺器官。有人把計算機比喻為人的大腦的延續(xù)，稱之為“電腦”；而把傳感器比喻為人的感覺器官的延續(xù)，稱之為“電五官”(視、聽、味、嗅、觸)。沒有“電五官”就不能實現(xiàn)自動化，沒有自動檢測技術(shù)就不能有自動保護、自動報警和自動診斷系統(tǒng)，就不能實現(xiàn)各種

3、設(shè)備的自動計量、自動管理和自動可靠運行。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題引入】 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 傳傳感感器器是是獲獲取取信信息息的的重重要要手手段段! !單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 1傳感器的定義 傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成有用輸出電信號的器件或裝置。 傳感器通常由敏感元件、傳感元件和測量轉(zhuǎn)換電路組成。2傳感器的作用 傳感器技術(shù)早已進入了人們的日常生活當中。例如，電冰箱中的溫度傳感器、監(jiān)視煤氣溢出的氣敏傳感器、防止火災(zāi)的煙霧傳感器、防盜用的光電傳感器等等。 在交通領(lǐng)域，汽車、火車和飛機等交通工具無不見到傳感器的影子。

4、一輛現(xiàn)代化汽車所用的傳感器就多達數(shù)十種，用以檢測車速、方位、轉(zhuǎn)矩、振動、油壓、油量、溫度等；在國防科研中，檢測技術(shù)用得更多，許多尖端的檢測技術(shù)都是因國防工業(yè)需要而發(fā)展起來的。如研究飛機的強度，就要在機身、機翼上貼幾百片應(yīng)變片，并進行動態(tài)特性的測試。 其他如工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、氣象、航空航天、軍事等方面，傳感器也應(yīng)用廣泛。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 溫度傳感器透光率傳感器指紋傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 日常日常生活生活溫濕度傳感器自動水龍頭單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 日常日常生活生活自動門單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器

5、 【問題分析】 日常日常生活生活檢測容器內(nèi)的液位 檢查軸承/滾珠是否脫漏 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)流量檢測位置檢測單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)汽車出廠檢驗：測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量機床加工精度測量單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn) 在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進行測量和出廠檢驗。 攤鋪機自動找平系統(tǒng)單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】

6、工程工程建設(shè)建設(shè)雨量傳感器煙霧傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 氣象、環(huán)氣象、環(huán)境、災(zāi)害境、災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)測二氧化碳傳感器土壤濕度傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 氣象、環(huán)氣象、環(huán)境、災(zāi)害境、災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)測空氣濕度傳感器光照度傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 氣象、環(huán)氣象、環(huán)境、災(zāi)害境、災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)測風力參數(shù)傳感器地震檢波器磁、氣、力敏傳感器超聲傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 氣象、環(huán)氣象、環(huán)境、災(zāi)害境、災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)測GPS定位導(dǎo)航單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 交通交通超聲波測速單元單

7、元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 交通交通設(shè)施農(nóng)業(yè)單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)魚群監(jiān)測儀單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)B型超聲波檢測儀醫(yī)用內(nèi)窺鏡單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 醫(yī)療醫(yī)療衛(wèi)生衛(wèi)生心電圖儀 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 醫(yī)療醫(yī)療衛(wèi)生衛(wèi)生核磁共振 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 醫(yī)療醫(yī)療衛(wèi)生衛(wèi)生視頻：核磁共振一視頻：核磁共振二激光制導(dǎo)導(dǎo)彈單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 軍事軍事步槍紅外狙擊瞄準儀單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器

8、 【問題分析】 軍事軍事無人偵察機、攻擊機單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 軍事軍事火箭測控檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡 飛行器測控檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工況， 控制與操縱 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 航空航空航天航天火箭航天飛行器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 航空航空航天航天 3傳感器的主要功能和特點 （1）傳感器的主要功能 常將傳感器的功能與人類五大感覺器官相比擬，傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了視覺（光敏傳感器）、聽覺（聲敏傳感器）、觸覺（壓敏、溫敏傳感器）、味覺（氣敏傳感器）和嗅覺（化學、生物傳感器）等感官。 傳感器的主要功能按

9、照感知原理進行分類為： 物理類 基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。 化學類 基于化學反應(yīng)原理的傳感器。 生物類 基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類 。（2）傳感器的主要特點 傳感器的主要特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀新的經(jīng)濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)基礎(chǔ)上的，已成功應(yīng)用

10、在硅器件上做成硅壓力傳感器。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【問題分析】 按工作原理劃分 參量傳感器 發(fā)電傳感器 特殊傳感器 電阻式傳感器 電感式傳感器 電容式傳感器等 熱電偶傳感器 壓電式傳感器 霍爾式傳感器等超聲波探頭 激光檢測等 1. 傳感器的主要分類單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 按被測量性質(zhì)分機械量傳感器 熱工量傳感器 成分量傳感器 狀態(tài)量傳感器 探傷傳感器等 如：力傳感器、 長度傳感器等如：溫度傳感器、 壓力傳感器等如：氣敏傳感器等如：各種接近開關(guān) 如：超聲波探頭 CT探測器等 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 按輸出量種類來分 模擬傳感

11、器 數(shù)字傳感器 按傳感器結(jié)構(gòu)來分 直接傳感器 補償傳感器 差動傳感器單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 2. 傳感器的基本特性（1） 精度 精度分為準確度和精密度（a）準確度高而精密度低（b）準確度低而精密度高（c）精確度高單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 （2）穩(wěn)定性 傳感器的穩(wěn)定性有兩個指標，一是系統(tǒng)指示值在一段時間中的變化，以穩(wěn)定度表示；二是系統(tǒng)外部環(huán)境和工作條件變化引起指示值的不穩(wěn)定，用環(huán)境影響系數(shù)表示。 則穩(wěn)定度為1.3mV/h。 【例1】某儀表電壓指示值每小時變化1.3mV則環(huán)境影響系數(shù)表達為0.02mA/（V 10%）【例2】某儀表由于電源電壓變

12、化10%而引起指示值變化0.02mA。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 （3）可靠性（4）輸入輸出特性動態(tài)特性靜態(tài)特性線性度靈敏度遲滯分辨率 可靠度是表征傳感器可靠性最基本的尺度，它是衡量傳感器能夠正常工作并完成其功能的程度 。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 線性度 傳感器輸出輸入的實際特性曲線和擬合直線之間的最大偏差與輸出量程范圍之比。%100minmaxmaxyyLL線性度概念動畫演示線性度表達式為單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 靈敏度 傳感器在穩(wěn)定標準條件下，輸出變化量與輸入變化量的比值 xydxdyK遲滯 傳感器的正向特性與反向

13、特性的不一致程度。分辨率與分辨力 【例3】一光柵傳感器，測量長度10mm，最小測量距離0.1um則分辨率為0.1，分辨力 為0.1um單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 漂移 漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。閾值 當傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時，在達到某一值后輸出發(fā)生可觀測的變化，這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。（5）動態(tài)輸入輸出特性 是指傳感器在輸入變化時，它的輸出隨輸入變化時輸入輸出特性。動態(tài)輸入輸出特性是傳感器的重要特性之一。單元單元1 1 認識傳感

14、器認識傳感器 【知識鏈接】 3對傳感器的要求 對傳感器的具體要求因使用條件不同而異，主要從基本特性、使用性能、方便程度等方面提出要求，一般有以下十個方面：輸入與輸出成比例，并且輸出信號大；滯環(huán)和非線性誤差?。灰幸欢ǖ撵`敏度和精確度；特性曲線的穩(wěn)定性和重復(fù)性較好；具有較好的動態(tài)特性；具有一定的抗干擾能力；內(nèi)部噪聲小，反應(yīng)速度快；小型、量輕、動作能量小；使用壽命長價格便宜；易使用、維修和校準，對環(huán)境要求不高。 總之，要求傳感器特性好、性能優(yōu)、使用方便易維修；體積小、重量輕、價格便宜壽命長。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【知識鏈接】 【案例1】液位自動控制器 液體中放置著兩個電容式傳感器。

15、當液體即將接觸高液位或低液位傳感器的感應(yīng)面時，該傳感器就會發(fā)出信號到控制處理器，然后按照一定的程序斷開或閉合接觸器K，通過接觸器K的主觸點關(guān)閉或者啟動水泵電動機M，這樣液體儲量就可以控制在需要的范圍內(nèi)不用人去控制，整個系統(tǒng)能一直在自動控制的狀態(tài)，大大改善了工作環(huán)境，降低了勞動強度。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【應(yīng)用案例】 【案例1】液位自動控制器液位自動控制工作原理圖單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【應(yīng)用案例】 單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【應(yīng)用案例】 【案例2】汽車電子防盜系統(tǒng) 汽車防盜報警裝置的基本構(gòu)思是，“當利用非正常的手續(xù)侵入車廂，進行車輛移動時，能立即進行檢

16、測、報警并阻止發(fā)動機起動和行駛”。最近，增加正常操作手續(xù)，追加驗明身份的鑒定功能，當與驗明身份不相符合時，會禁止操縱控制發(fā)動機。這種以提高自主行駛功能為目的的裝置簡稱“阻行器”（Immobiliser）已開始普及。 鍵開關(guān)方式阻行器 防盜裝置的功能構(gòu)成圖單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【應(yīng)用案例】 【案例2】汽車電子防盜系統(tǒng)【案例案例2】汽車電子防盜系統(tǒng)汽車電子防盜系統(tǒng)防盜裝置在車輛上布置圖單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【應(yīng)用案例】 【實踐項目實踐項目】 防盜報警器的搭建和調(diào)試1項目要求 （1）認識防盜報警器的作用，熟悉防盜報警器的工作原理。 （2）會根據(jù)設(shè)備要求通過網(wǎng)絡(luò)或電子市

17、場購買相關(guān)傳感器及有源蜂鳴器。 （3）根據(jù)項目內(nèi)容和操作步驟搭建簡單的防盜報警器，并且能夠熟練調(diào)試紅外反射傳感器的探測靈敏度。2設(shè)備與工具 紅外反射傳感器模塊1個，5V有源蜂鳴器驅(qū)動模塊報警器1個，5V電源1個，杜邦導(dǎo)線、排針、焊錫若干，一字儀表起子、電烙鐵各1把。單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 【實踐項目實踐項目】3傳感模塊及報警模塊紅外反射傳感器模塊有源蜂鳴器外形圖單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 4操作步驟 （1）將3根排針用導(dǎo)線和電烙鐵焊在一起，一共制作2個，用來作為電源正、負極的杜邦導(dǎo)線公共接頭。 （2）將5V直流電源正、負極用杜邦導(dǎo)線通過公共接頭，分別連接到紅外反射傳感器

18、和有源蜂鳴器的正、負極。 （3）將紅外反射傳感器的OUT端口用杜邦導(dǎo)線與有源蜂鳴器的I/O端口連接。 （4）有手接近紅外反射傳感器的紅外光反射和接受窗口，聽聽蜂鳴器是否發(fā)出聲音。 （5）用一字儀表起子調(diào)節(jié)紅外反射傳感器的靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，觀察手與紅外反射傳感器的感應(yīng)距離是否發(fā)生變化。防盜報警器原理框圖5V直流電源紅外反射傳感器有源蜂鳴器人體I/OOUT端【實踐項目實踐項目】單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 1選擇傳感器時應(yīng)考慮的條件 由于傳感器技術(shù)的研制和發(fā)展非常迅速，各種各樣的傳感器應(yīng)運而生，對選用傳感器帶來了很大的靈活性。眾所周知，對于同種被測物理量，可以用各種不同的傳感器測量，為了選擇

19、適合于測定目的的傳感器，有必要討論傳感器的正確選擇。雖然，傳感器選擇時應(yīng)考慮的事項很多，但主要應(yīng)根據(jù)傳感器實現(xiàn)使用的目的、指標、環(huán)境條件和成本等限制條件，從不同的側(cè)重點，優(yōu)先考慮幾個重要的條件。2傳感器的選型原則 選擇傳感器總的原則是：在滿足對傳感器所有技術(shù)要求情況下，成本低廉、工作可靠和容易維修，即所謂性能價格比要大。 【拓展提高拓展提高】單元單元1 1 認識傳感器認識傳感器 人們在生產(chǎn)、生活、科學研究中要對事物的質(zhì)和量進行分析、比較和判斷，這樣就必然要涉及相關(guān)參數(shù)的測量。測量誤差的存在不可避免。 例如，GPS 測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設(shè)備到多顆衛(wèi)星之

20、間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點的三維坐標。因此，對于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播過程和地面接收設(shè)備都會對GPS 測量產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為:與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差;與信號傳播有關(guān)的誤差;與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。 【問題引入問題引入】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 通過誤差理論分析，可在數(shù)據(jù)處理時加以修正，以提高GPS定位精度，用于定位及導(dǎo)航。 【問題引入問題引入】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差GPS定位、導(dǎo)航示意圖 所謂測量誤差，即測量結(jié)果輸出值與理論輸出值的差值。因此要求在設(shè)計和制造傳感器與自動檢測系統(tǒng)時，允許有誤差，但必須在規(guī)定誤差的指標之內(nèi)

21、。為了使其能滿足一定的精度要求，需要掌握誤差的種類及分析產(chǎn)生誤差的原因，克服與減少誤差的方法。 【問題分析問題分析】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差刀刃干涉切削等產(chǎn)生的加工誤差 1、測量相關(guān)名詞 （1）真值 每一個物理量都是客觀存在，在一定的條件下具有不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀大小，人們將它稱為該物理量的真值。 （2）約定真值 由于真值往往是未知的，所以一般用基準器的量值來代替真值，這就叫做約定真值。 （3）實際值 當測量次數(shù)為無限多時，測量結(jié)果的算術(shù)平均值接近于真值，可將它視為被測量的真值。為了強調(diào)它并非是真正的“真值”，故把它稱為實際值。 （4）標稱值（示值） 由測量器具讀數(shù)裝置

22、所指示出來的被測量的數(shù)值。 （5）測量誤差 用器具進行測量時，所測量出來的數(shù)值與被測量的實際值之間的差值?！締栴}分析問題分析】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 2、誤差的分類按表示方法劃分 按誤差出現(xiàn)的規(guī)律劃分 絕對誤差 相對誤差 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 粗大誤差 實際相對誤差 標稱相對誤差 滿度相對誤差 【問題分析問題分析】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 按被測量隨時間變化的速度劃分 按使用條件劃分 靜態(tài)誤差 動態(tài)誤差 基本誤差 附加誤差 【問題分析問題分析】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 2、誤差的分類1、誤差的來源 測量工作是在一定條件下進行的，外界環(huán)

23、境、儀器本身構(gòu)造的不完善、對測量方法研究不夠以及測量人員的技術(shù)水平和素質(zhì)等原因，都可能導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。測量誤差主要來自以下四個方面： 外界條件：如觀測環(huán)境中氣溫、氣壓、空氣濕度和清晰度、風力以及大氣折光等因素的不斷變化等導(dǎo)致的誤差。 儀器條件：儀器在加工和裝配等工藝過程中，不能保證儀器的結(jié)構(gòu)能夠滿足各種幾何關(guān)系，必然會給測量帶來誤差。 測量方法：理論公式的近似限制或測量方法的不完善。 自身條件：由于觀測者感官鑒別能力所限以及技術(shù)熟練程度不同，也會在儀器對中、整平和瞄準等方面產(chǎn)生誤差?！局R鏈接知識鏈接】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 2、誤差的影響 除了被測的物理量以外，凡是

24、對測量結(jié)果有影響的量，即測量系統(tǒng)輸入信號中的非信息性參量，都稱為影響量。電子測量中的影響量較多而且復(fù)雜，影響常不可忽略。環(huán)境溫度和濕度、電源電壓的起伏和電磁干擾等，是外界影響量的典型例子。 3、誤差的處理（1）系統(tǒng)誤差的處理 在測量結(jié)果中進行修正 對于已知的恒指系統(tǒng)誤差，可以用修正值對測量結(jié)果進行修正；對于變值系統(tǒng)誤差，設(shè)法找出誤差的變化規(guī)律，用修正公式或修正曲線對測量結(jié)果進行修正；對于未知系統(tǒng)誤差，則按隨機誤差進行處理?！局R鏈接知識鏈接】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 消除系統(tǒng)誤差的根源 在測量之前，仔細檢查儀表，正確調(diào)整和安裝；防止外界干擾；選好觀測位置消除視差；選擇環(huán)境條

25、件比較穩(wěn)定時讀數(shù)等。 在測量系統(tǒng)中采用補償措施 找出系統(tǒng)誤差規(guī)律在測量過程中自動消除系統(tǒng)誤差。 實時反饋修正 在測量過程中，用傳感器將這些誤差因素的變化，轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量），及時按照其函數(shù)關(guān)系，通過計算機算出影響測量結(jié)果的誤差值，并對測量結(jié)果作實時的自動修正。（2）隨機誤差的處理 隨機誤差處理的基本方法是概率統(tǒng)計方法。一般減小隨機誤差的方法為選用精密的測量儀器和多次測量取平均值等?！局R鏈接知識鏈接】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 （3）粗大誤差的處理 產(chǎn)生粗大誤差的主要原因為：客觀原因是電壓突變、機械沖擊、外界震動、電磁（靜電）干擾、儀器故障等引起了測試儀器的測

26、量值異?；虮粶y物品的位置相對移動，從而產(chǎn)生了粗大誤差；主觀原因是使用了有缺陷的量具，操作時疏忽大意，讀數(shù)、記錄、計算的錯誤等；環(huán)境條件的反常突變因素也是產(chǎn)生這些誤差的原因。 粗大誤差具有偶然性、突變性和異常性的數(shù)字特征。粗大誤差不具有抵償性，不能被徹底消除，只能在一定程度上減弱。它是異常值，嚴重歪曲了實際情況，所以在處理數(shù)據(jù)時應(yīng)將其剔除，否則將對標準差、平均差產(chǎn)生嚴重的影響，一般的剔除方法可依據(jù)拉依達準則或格拉布斯準則進行?！局R鏈接知識鏈接】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 %875. 1%10080%5 . 0300%10011mmxA%25. 1%10080%0 . 1100

27、%10022mmxA12xx可見 用1.0級儀表測量時，最大標稱相對誤差為：【案例1】不同量程和精度等級儀表的比較選用 今有0.5級的0 300 和1.0級的0100 兩個溫度計，要測80 的溫度，試問采用哪一個溫度計好？分析：用0.5級儀表測量時，最大標稱相對誤差為： 顯然本例中用1.0級儀表比用0.5級儀表更合適。因此在選用傳感器儀表時應(yīng)兼顧精度等級和量程，通常希望在儀表滿度值的2/3以上。 【應(yīng)用案例應(yīng)用案例】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 【案例2】儀表實際測量誤差的估算 案例1中1.0級溫度儀表最大標稱相對誤差為1.25，若電源電壓變化為10時產(chǎn)生的附加誤差0.5，試估

28、算實際測量誤差。 分析：按最壞的情況考慮，每次誤差都達到技術(shù)指標規(guī)定的極限值，即： 基本誤差x11.25；附加誤差x20.5 若兩項誤差按相同的符號同時達到上述極限值，則應(yīng)把上述誤差相加，得： x=x1+x2=(1.25+0.5)= 1.75【應(yīng)用案例應(yīng)用案例】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 【案例2】儀表實際測量誤差的估算 計算結(jié)果和實際校驗情況顯然不符。這是因為各項誤差不可能同時按相同的符號出現(xiàn)最大值，有的甚至互相抵消。實踐證明，考慮附加誤差的影響時按概率統(tǒng)計的方法將得到比較切合實際的結(jié)果，即求得各項誤差的均方根值來估算測量誤差： 這樣處理的結(jié)果比較符合實際情況。測量誤差x=

29、1.35也就代表了測量精度。%35. 1%5 . 0%25. 1222xix【應(yīng)用案例應(yīng)用案例】單元單元2 2 認識測量與誤差認識測量與誤差 在傳感器感知的物理量轉(zhuǎn)化為電量后，需要有這樣一個系統(tǒng)能夠自動地按照一定的程序選擇測量對象，獲得測量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析和處理，最后將結(jié)果顯示或記錄下來，這就是自動檢測系統(tǒng)?！締栴}引入問題引入】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 表面貼裝器件平整度自動檢測系統(tǒng) 1、自動檢測系統(tǒng)的構(gòu)成 在自動檢測系統(tǒng)中，各個組成部分常常以信息流的過程來劃分，它包括信息的獲得、信息的轉(zhuǎn)換、信息的顯示和信息的處理。 傳感器轉(zhuǎn)換處理電路顯示與記

30、錄裝置數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí) 行 機 構(gòu) 被測量【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 自動檢測系統(tǒng)的組成2、自動檢測的接口技術(shù) 在自動檢測技術(shù)中傳感器與計算機以及計算機輸出與執(zhí)行機構(gòu)、顯示和打印等進行的有效連接稱為“智能化測量控制系統(tǒng)”的接口技術(shù)，或稱為輸入/輸出接口技術(shù)。 這種含有微型計算機或者微型處理器、擁有對數(shù)據(jù)的存儲運算邏輯判斷及自動化操作等功能的“智能化測量控制系統(tǒng)”通常稱為智能儀器。 在用計算機對模擬信號進行測量和控制時，必須把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后計算機才能按一定的處理要求對信號進行處理。實現(xiàn)模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路系統(tǒng)稱為數(shù)

31、據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中最重要的器件便是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D轉(zhuǎn)換器，也稱ADC）。 【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型構(gòu)成【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 2、自動檢測的接口技術(shù) （1）信號調(diào)理電路 把信號調(diào)整到符合A/D轉(zhuǎn)換器工作所需要的數(shù)值（如放大、衰減、偏移等）； 濾除信號中不需要的成分； 把信號調(diào)整到進一步處理的需要，如線性修正電路、改善信噪比的“相加平均”電路等。【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 作

32、用：讓許多獨立的模擬信號共享采樣/保持電路和A/D轉(zhuǎn)換等器件。（2）多路模擬開關(guān)【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 采樣保持波形 采樣保持原理 【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) （3）采樣/保持電路（S/H電路） A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換需要一定的時間。提高系統(tǒng)的測量速度，采樣時間越短越好；有良好的轉(zhuǎn)換精度，保持時間越長越好。 常用的A/D轉(zhuǎn)換器是逐次逼近型和雙斜積分型。A/D轉(zhuǎn)換過程包括采樣、量化和編碼三個步驟。 （4）A/D轉(zhuǎn)換器接口電路的功能： 實現(xiàn)邏輯電平、驅(qū)動能力的匹配等。（5）接

33、口電路及控制邏輯 控制邏輯的功能： 實現(xiàn)時序要求上的匹配。 【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) Log2580系列現(xiàn)場獨立智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣速率100kHz，16bit分辨率 輸入通道：16單端/8差分模擬信號，可擴至256通道14個可編程輸入量程，最大可到20V 可直接測試各種傳感器信號 24路通用數(shù)字I/O，16路專用數(shù)字輸入，可擴至208通道 性能參數(shù)： 【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) Personal Daqs USB 接口數(shù)據(jù)采集器CBook2000系列高精度便攜數(shù)據(jù)采集

34、器【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 【問題分析問題分析】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 1、自動檢測系統(tǒng)的功能、自動檢測系統(tǒng)的功能（1）變換功能（2）選擇功能選擇有用輸入信號抑制其它一切無用影響因素) (21muuuxfy，)(xfy 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) （3）比較功能 （4）顯示功能模擬式儀表，比較過程由測量者在讀數(shù)時執(zhí)行數(shù)字儀表，標準量比較，然后變換成數(shù)碼指針的轉(zhuǎn)角圖像顯示數(shù)字值及符合文字記錄筆的位移1、自動

35、檢測系統(tǒng)的功能【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 2、傳感器信號的預(yù)處理（1）傳感器輸出信號的特點 傳感器的輸出形式多種多樣，有開關(guān)信號型、模擬信號型（有電壓型、電流型和阻抗型等）、數(shù)字信號型等。 傳感器的輸出信號一般比較微弱。 傳感器的輸出阻抗都比較高，這樣使傳感器信號輸入到測量轉(zhuǎn)換電路時會產(chǎn)生較大的信號衰減。 傳感器的動態(tài)范圍很寬。 傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系有時不是線性關(guān)系。 傳感器的輸出量會受溫度的影響?！局R鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) （2）傳感器信號的預(yù)處理方法 阻抗變換

36、電路 在傳感器輸出為高阻抗的情況下，變換為低阻抗，以便于檢測電路準確地拾取傳感器的輸出信號。 放大電路 將傳感器輸出的微弱信號放大。 電流電壓轉(zhuǎn)換電路 將電流輸出轉(zhuǎn)換成電壓輸出。 頻率電壓轉(zhuǎn)換電路 實現(xiàn)頻率信號至電流或電壓轉(zhuǎn)換。 電橋電路 把傳感器的電阻、電感和電容值轉(zhuǎn)換為電流或電壓值。 電荷放大器 將電場型傳感器輸出的電荷量轉(zhuǎn)換為電壓值。【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) （2）傳感器信號的預(yù)處理方法 交直流轉(zhuǎn)換電路 在傳感器為交流輸出的情況下，轉(zhuǎn)換為直流輸出。 濾波電路 通過低通及帶通濾波器消除傳感器的噪聲成分。 非線性校正電路 傳感器

37、的特性是非線性時，進行非線性校正。 對數(shù)壓縮電路 當傳感器輸出信號的動態(tài)范圍較寬時，用對數(shù)電路進行壓縮?！局R鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 3、智能儀器的特點（1）改善了性能 數(shù)字濾波、誤差補償、線性化（2）增加了功能 數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、軟件放大、倍頻和細分 （3）提高了自動化程度 可實現(xiàn)誤差自動補償、自動化操作、越限自動報警和故障自動診斷、自動巡回檢測、自動變量程檢測 智能儀器的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強、功耗低等優(yōu)勢，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用?！局R鏈接知識鏈接】單

38、元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 集成溫度傳感器【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 成本低小型化改善性能提高可靠性增加接口靈活性 ST的LIS202DL傳感器 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 德國Lepton超精密激光厚度集成傳感器【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 二維自適應(yīng)圖像智能傳感器 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 三維多功能單片智

39、能傳感器 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 電針式生物醫(yī)學傳感器 毫米波分光計 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) ABS 的防側(cè)翻穩(wěn)定控制系統(tǒng) (RSC) ABS -ECU 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) ABS 的防側(cè)翻穩(wěn)定控制系統(tǒng) (RSC) 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 智能視覺傳感器 【知識鏈接知識鏈接】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系

40、統(tǒng)與接口技術(shù) 【案例1】大米光電分選機 工作原理：大米及雜質(zhì)等在一定光源照射下，發(fā)出不同的光信號，這種不同的光信號經(jīng)過光電傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大及信號處理后，推動執(zhí)行機構(gòu)氣動電磁閥，噴出不同大小的氣流，將雜質(zhì)及變質(zhì)大米吹掉，使優(yōu)良大米流入合格米柜內(nèi)，從而完成大米的分選工作。大米光電分選機的工作原理【應(yīng)用案例應(yīng)用案例】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 【案例2】自動磨削控制系統(tǒng) 傳感器快速檢測出工件的直徑參數(shù)D，計算機一方面對該參數(shù)作一系列的運算、比較、判斷等工作，然后將有關(guān)參數(shù)送到顯示器顯示出來，另一方面發(fā)出控制信號，控制研磨盤的徑向位移x，直到工件加工

41、到規(guī)定要求為止。很顯然，該系統(tǒng)是一個自動檢測和控制的閉環(huán)系統(tǒng)。 自動磨削控制系統(tǒng)1傳感器；2被研磨工件；3研磨盤【應(yīng)用案例應(yīng)用案例】單元單元3 3 認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù)認識自動檢測系統(tǒng)與接口技術(shù) 將傳感器測量技術(shù)和單片機進行有機的結(jié)合構(gòu)成了智能儀器，它由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成，并且分別由傳感器、I/O接口電路、單片機系統(tǒng)和顯示器組成的硬件系統(tǒng)以及單片機編程軟件構(gòu)成一個獨立的檢測目標明確的、不易更改的儀器。 可以用一臺通用計算機（PC）與標準的數(shù)據(jù)采集硬件連接，采用軟件編程完成相關(guān)測控對象的運算、處理和輸出控制，并且用計算機顯示屏來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的各種數(shù)據(jù)和圖像等顯示裝置。這

42、種使用同一個硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器稱為虛擬儀器。 【問題引入問題引入】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 1、虛擬儀器檢測技術(shù)概述 虛擬儀器是指在通用計算機上由用戶設(shè)計定義，利用計算機顯示器（CRT）的現(xiàn)實功能來模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以完成信號的采集、測量、運算、分析、處理等功能的計算機儀器系統(tǒng)。與傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)相比，虛擬儀器具有如下特點:軟件是系統(tǒng)的關(guān)鍵，強調(diào)“軟件即儀器”的新概念。從這一思想出發(fā)，基于電腦或工作站、軟件和I/O部件來構(gòu)建虛擬儀器。I/O部件可以是獨立儀器、模塊化儀器、數(shù)據(jù)采集板（DAQ）或傳感器。功能由用戶自己

43、定義，用戶可以方便地自己設(shè)計、修改測試方案，構(gòu)成各種專用儀器?！締栴}分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 1、虛擬儀器檢測技術(shù)概述基于計算機的開放系統(tǒng)，可方便地同外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)及其他設(shè)備連接，信號的分析、實現(xiàn)、存儲、打印和其他管理均由計算機完成，打破了傳統(tǒng)儀器小而全的現(xiàn)狀。系統(tǒng)功能、規(guī)?？赏ㄟ^軟件修改、增減，簡單靈活。價格低廉，可重復(fù)使用。技術(shù)更新快，開發(fā)周期短。采用軟件結(jié)構(gòu)、功能化模塊，由于軟件復(fù)制簡單，大大節(jié)省了硬件開發(fā)和維護費用。面向總線接口控制，用戶通過軟件工具組建各種智能檢測系統(tǒng)。 【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測

44、技術(shù) 1、虛擬儀器檢測技術(shù)概述軟件即儀器【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器1、虛擬儀器檢測技術(shù)概述 與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器最大的特點是其功能由軟件定義，可以由用戶根據(jù)應(yīng)用需要進行調(diào)整，用戶選擇不同的應(yīng)用軟件就可以形成不同的虛擬儀器。-儀器定義和功能的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)儀器:廠商定義虛擬儀器:用戶定義PROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMPROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD

45、/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMControl PanelFlowPressure Alarm ConditionsSTOPTemperature【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 2、虛擬儀器的構(gòu)成圖像采集(DSP)插入式DAQ卡GP-IB儀器卡VXI儀器卡串行口儀器卡現(xiàn)場總線設(shè)備采集處理測控對象信號處理數(shù)字濾波線性化頻譜分析統(tǒng)計分析圖形用戶接口文件I / O數(shù)據(jù)存儲顯示硬復(fù)制網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)分析結(jié)果表達【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù)

46、2、虛擬儀器的構(gòu)成【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 3、虛擬儀器系統(tǒng)的發(fā)展過程（1）GPIBVXIPXI總線方式（適合大型高精度集成系統(tǒng)）GPIB 于1978年問世，VXI于1987年問世，PXI于1997年問世。（2）PC插卡并口式串口USB方式（適合于普及型的 廉價系統(tǒng)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景）PC插卡式于80年代初問世，并行口方式于1995年問世，串口USB方式于1999年問世。 綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個重要因素。計算機是載體；軟件是核心；高質(zhì)量的A/D采集卡及調(diào)理放大器是關(guān)鍵。【問題分析問題分析】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認

47、識虛擬儀器檢測技術(shù) 1、虛擬儀器的分類（1）PCI總線插卡型虛擬儀器（2）并行口式虛擬儀器（3）GPIB總線方式的虛擬儀器（4）VXI總線方式虛擬儀器（5）PXI總線方式虛擬儀器 PC IGPIBPXIVXI DB-25標準連接器標準連接器【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 常用虛擬儀器板卡DAQ CardIMAQ CardMotion Control Card【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 虛擬儀器軟件模塊 為簡化硬件板卡編程和控制，提高代碼復(fù)用程序。NI和Agilent已標準化了數(shù)百種常用儀器、板卡的驅(qū)

48、動，屏蔽了直接控制這些硬件的復(fù)雜性，它們已成為虛擬儀器開發(fā)平臺的有機組成部分，開發(fā)時可直接復(fù)用這些硬件驅(qū)動代碼。并出臺了可互換虛擬儀器驅(qū)動程序設(shè)計軟件接口標準。 用戶界面用戶界面軟件驅(qū)動軟件驅(qū)動【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 應(yīng)用軟件基于虛擬儀器技術(shù)的示波器 【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 常用的虛擬儀器軟件平臺可視化工程環(huán)境可視化工程環(huán)境 Agilent VEE多功能組態(tài)軟件多功能組態(tài)軟件DASYLab數(shù)字成像數(shù)字成像DirectView生產(chǎn)過程控制生產(chǎn)過程控制ProcessControl虛擬實驗室虛

49、擬實驗室LabView【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 2、虛擬儀器系統(tǒng)的優(yōu)勢費用費用性能性能 性能高 開發(fā)周期短，低費用 靈活，無縫集成 用戶定義， 可再用性 可重新配置，擴展性強【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 2、虛擬儀器系統(tǒng)的優(yōu)勢【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 3、虛擬儀器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。目前虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)普遍被應(yīng)用于測試行業(yè)，自動化、石油鉆探和提煉、生產(chǎn)中的機

50、器控制等領(lǐng)域。 高性能、低成本的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)和發(fā)展，也推動了虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展。 虛擬儀器技術(shù)的擴展功能越來越強大，能夠在PC上開發(fā)測試程序，在嵌入式處理器和FPGA上設(shè)計硬件等。這些為用戶設(shè)計測試系統(tǒng)，定義硬件功能等提供了一個獨立環(huán)境。因此虛擬儀器以其眾多優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)儀器發(fā)揮著重要作用，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V泛?！局R鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 3、虛擬儀器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀【知識鏈接知識鏈接】單元單元4 4 認識虛擬儀器檢測技術(shù)認識虛擬儀器檢測技術(shù) 虛擬經(jīng)紗張力測試儀 工作原理：當經(jīng)紗穿過軸時，經(jīng)紗對兩側(cè)傳力桿有壓力，通過傳力桿將壓力傳給彈性梁，使之產(chǎn)生應(yīng)變，利用應(yīng)變片將其應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻的變化，然后再通過轉(zhuǎn)化電路將電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，測量出電壓值，根據(jù)傳感器的標定就可求出相應(yīng)的經(jīng)紗張力。 經(jīng)紗張力傳感器原理簡圖滾動軸經(jīng)紗