PC计算机测控技术及应用 教学课件 李世平 第5－7章 第7章.pdf

第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 7.1 测控系统的基本特性 7.2 计算机测控系统的设计 7.3 数据采集系统设计 7.4 实际测控系统举例 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 7.1 测控系统的基本特性 7.1.1 概述　 　测控系统既指由众多环节组成的对被测物理量进行检测、 调理、变换显示或记录的完整系统，如含有传感器、调理电路、 数据采集、 微处理器 (微计算机)或测试仪器，又指组成完整 测控系统中的某一环节或单元，如传感器、 调理电路、数据 采集卡(板)、测试仪器，甚至可以是更简单的环节，如放大器、 电阻分压器、 RC滤波器等等。 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 测控系统的基本特性主要表现为测控系统与其输入、 输 出的关系。这主要应用于三个方面： 　 　第一，已知测控系统的特性，输出可测，那么通过该特性 和输出来推断导致该输出的输入量。这就是通常应用测控系统 来测未知物理量的测量过程。 　 　第二，已知测控系统特性和输入，推断和估计系统的输出 量。 通常应用于根据对被测量 ( 即输入量) 的测量要求组建多 个环节的测控系统。 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 　　第三，由已知或观测系统的输入、输出，推断系统的特 性。通常应用于系统的研究、设计与制作，一般用数学表达 式(数学模型)或数表来表示测控系统的基本特性。对于连续时 间系统，也即模拟测控系统如图7 －1所示，它的输入x(t)与其 输出y (t)在时域中的关系由微分方程确立。对于图7 －2所示的 时间系统， 如具有采样/保持的计算机系统，它的输入x(nT)与 输出y (nT)都是只在时刻nT(n=0 ，1，2 ，…)才存在的时间序列， 当时间间隔T很小时，x(nT)与y (nT) 的关系由差分方程描述。 这里只讨论连续时间系统。在工程上，常见的系统的输入x(t) 和输出y (t)之间的关系可用下述常系数线性微分方程来描述： 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 dn ( ) dn1 ( ) d ( ) y t y t y t    ( ) a a a a y t n dtn n1 dtn1 1 dt 0 dm x (t) dm1x (t) dx (t) bm bm b b x (t) dtm 1 dtm1 1 dt 0 (7-1) 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 x (t) y (t) 连续时间系统 输入 输出 图7-1 连续时间测控系统 第七章 计算机测控系统的基本特性与设计 x (nT)