数据采集与处理技术--绪论

《数据采集与处理技术--绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据采集与处理技术--绪论（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、数据采集与处理技术数据采集与处理技术数据采集与处理技术2教教 学学 内内 容容 第第1 1单元单元 绪绪 论论 第第2 2单元单元 模拟信号的数字化处理模拟信号的数字化处理 第第3 3单元单元 数据采集通道主要部件数据采集通道主要部件 第第4 4单元单元 数据采集系统设计（包括实验）数据采集系统设计（包括实验） 第第5 5单元单元数据采集系统的抗干扰技术数据采集系统的抗干扰技术 第第6 6单元单元数据采集系统的数据预处理技术数据采集系统的数据预处理技术 数据采集与处理技术数据采集与处理技术3第第1 1单元单元 绪绪 论论 教教 学学 内内 容容 数据采集与处理技术数据采集与处理技术41.1 1

2、.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 1.2 1.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能1.3 1.3 数据采集系统的结构形式数据采集系统的结构形式1.4 1.4 数据处理的类型和任务数据处理的类型和任务第第1 1单元单元 绪绪 论论本单元教学内容本单元教学内容数据采集与处理技术数据采集与处理技术51.1 1.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 第第1 1章章 绪绪 论论数据采集与处理技术数据采集与处理技术61.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 本节教学目标本节教学目标 理解数据采集的定义理解数据采集的定义 理解数据采集系统的任务理解数据采集系统

3、的任务 了解了解数据采集系统性能优劣的标准数据采集系统性能优劣的标准 了解构成数据采集系统的依据了解构成数据采集系统的依据数据采集与处理技术数据采集与处理技术71.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 水温的手动控制水温的手动控制图中，水温操作员要用手（通过感觉）来测试水的温度，图中，水温操作员要用手（通过感觉）来测试水的温度， 并将此温度与他要求的值（给定值）相比较（通过大脑）。并将此温度与他要求的值（给定值）相比较（通过大脑）。同时，他要决定（通过大脑）：其手应该朝哪个方向旋同时，他要决定（通过大脑）：其手应该朝哪个方向旋转阀门（打开或关闭）；旋转多大的角度）。转阀门（打开或

4、关闭）；旋转多大的角度）。1.1. 数据采集在自动控制中的位置数据采集在自动控制中的位置 数据采集与处理技术数据采集与处理技术8水温的自动控制水温的自动控制1.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 采用自动控制时，水温的手动控制的功能，由各 种传感器、仪表、执行器来代替。传感器传感器 测温计：感测水的温度测温计：感测水的温度, ,如热电偶、如热电偶、DS18B20DS18B20等等 ； 执行器执行器 调节阀：打开或关闭蒸汽阀；调节阀：打开或关闭蒸汽阀； 控制器控制器 调节记录仪：采集、比较、判断水温，驱调节记录仪：采集、比较、判断水温，驱动调节阀。动调节阀。数据采集与处理技术数据

5、采集与处理技术92.2. 数据采集的工程应用实例数据采集的工程应用实例 1.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 生产过程数据采集与控制系统生产过程数据采集与控制系统控制量控制量输出信号输出信号扰动扰动生产过程生产过程传感器传感器数据采集数据采集控制信号控制信号数据采集与处理技术数据采集与处理技术10钢铁热连轧数据采集与自动控制钢铁热连轧数据采集与自动控制1.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 数据采集与处理技术数据采集与处理技术111.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 数控车床数控车床控制面板控制面板防护罩防护罩排屑机排屑机冷却液箱冷却液箱数据

6、采集与处理技术数据采集与处理技术121.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 自动驾驶汽车自动驾驶汽车数据采集与处理技术数据采集与处理技术131.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 自动控制温室自动控制温室数据采集与处理技术数据采集与处理技术141.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 3.3. 数据采集的定义数据采集的定义 指采集温度、压力、流指采集温度、压力、流 量等模拟量，转换成数量等模拟量，转换成数 字量，由计算机进行存字量，由计算机进行存 储、处理、打印的过程。储、处理、打印的过程。 数据采集数据采集 相应系统称为数据采集系统。相应系统称为

7、数据采集系统。 数据采集与处理技术数据采集与处理技术151.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 4.4. 数据采集的意义数据采集的意义 在生产过程中，对工艺参数进行在生产过程中，对工艺参数进行采集、监测，为提高质量、安全采集、监测，为提高质量、安全 生产、降低成本提供信息。生产、降低成本提供信息。作用作用在科学研究中，用来获取微观、在科学研究中，用来获取微观、动静态信息。动静态信息。例如，物体的运动数据记录、处理。例如，物体的运动数据记录、处理。数据采集与处理技术数据采集与处理技术161.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 汽车碰撞数据采集汽车碰撞数据采集数据采

8、集与处理技术数据采集与处理技术17解决人不能解决的问题。解决人不能解决的问题。意义意义：5.5. 数据采集系统的任务数据采集系统的任务任务任务有有采集传感器输出的模拟信号，并转采集传感器输出的模拟信号，并转换成数字信号，然后送入计算机。换成数字信号，然后送入计算机。计算机对数字信号进行处理。计算机对数字信号进行处理。提高工作效率，取得较好的经济提高工作效率，取得较好的经济 效益。效益。结果：结果：1.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 数据采集与处理技术数据采集与处理技术181.11.1 数据采集的意义与任务数据采集的意义与任务 7.7. 构成数据采集系统的依据构成数据采集系统

9、的依据 在保证系统具备在保证系统具备采样精度采样精度的条件下，有的条件下，有 尽可能高的尽可能高的采样速度采样速度，以满足实时处理、控，以满足实时处理、控 制的要求。制的要求。6.6. 评价数据采集系统性能优劣的标准评价数据采集系统性能优劣的标准 标准有标准有系统的系统的采样精度采样精度。系统的系统的采样速度采样速度。数据采集与处理技术数据采集与处理技术191.2 1.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能第第1 1单元单元 绪绪 论论数据采集与处理技术数据采集与处理技术20本节教学目标本节教学目标 理解模拟信号与处理理解模拟信号与处理 理解数字信号与处理理解数字信号与处理 理解二次

10、数据计算理解二次数据计算1.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能数据采集与处理技术数据采集与处理技术21数据采集系统一般具有以下功能：数据采集系统一般具有以下功能： 1.1. 采集数据采集数据按照采样周期，对模拟、数字、开关信号按照采样周期，对模拟、数字、开关信号 采样。采样。 2.2. 模拟信号处理模拟信号处理模拟信号模拟信号 指信号幅值随时间连续变化的指信号幅值随时间连续变化的 信号。信号。 1.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能数据采集与处理技术数据采集与处理技术221.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能特点：特点：在规定的一段连

11、续时间内，其幅值为在规定的一段连续时间内，其幅值为 连续值。连续值。优点：优点：便于传送。便于传送。缺点：缺点：易受干扰。易受干扰。信号信号 类型类型由传感器输出的电压信号由传感器输出的电压信号由仪表输出的电流信号由仪表输出的电流信号0 010mA10mA4 420mA20mA数据采集与处理技术数据采集与处理技术231.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能信号信号 处理处理将采样信号将采样信号将转换的数字信号作标度变换将转换的数字信号作标度变换3.3. 数字信号处理数字信号处理 数字信号数字信号 指在有限离散瞬时上取值间断指在有限离散瞬时上取值间断 的信号。的信号。 特点：特

12、点： 时间和幅值都不连续的信号。时间和幅值都不连续的信号。 数字信号数字信号数据采集与处理技术数据采集与处理技术241.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能优点：优点：抗干扰能力强抗干扰能力强, ,TTLTTL电平电平缺点：缺点：需要一套转换电路，增加成本。需要一套转换电路，增加成本。传送方式传送方式并行传送并行传送串行传送串行传送信号处理：信号处理：将数字信号采入计算机后，进行将数字信号采入计算机后，进行 码制转换。如码制转换。如 1616进制进制BCDBCD码码， 便于在屏幕上显示。便于在屏幕上显示。数据采集与处理技术数据采集与处理技术251.21.2 数据采集系统的基本

13、功能数据采集系统的基本功能4.4. 开关信号的处理开关信号的处理 开关信号开关信号由按钮、行程开关等器件触由按钮、行程开关等器件触 点产生的信号。点产生的信号。 信号处理：信号处理： 根据开关的状态执行相应的操作。根据开关的状态执行相应的操作。 5.5. 二次数据计算二次数据计算 概念概念一次数据一次数据 二次数据二次数据 从传感器采集的数据。从传感器采集的数据。对一次数据作计算得到对一次数据作计算得到 的数据。的数据。数据采集与处理技术数据采集与处理技术261.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能二次数据二次数据平均、累计平均、累计 傅里叶变换、积分变换傅里叶变换、积分变换

14、 变化率、差值变化率、差值 最大值、最小值最大值、最小值6.6. 屏幕显示屏幕显示 将数字、图形、图表等显示在屏幕上。将数字、图形、图表等显示在屏幕上。 7.7. 数据存储数据存储 按时间间隔，将数据存储在外部存储器。按时间间隔，将数据存储在外部存储器。数据采集与处理技术数据采集与处理技术271.21.2 数据采集系统的基本功能数据采集系统的基本功能8.8. 打印输出打印输出按时间间隔，打印输出数字、图形。按时间间隔，打印输出数字、图形。 9.9. 人机联系人机联系操作人员用键盘或鼠标与系统对话，完操作人员用键盘或鼠标与系统对话，完 成运行方式的设置。成运行方式的设置。 数据采集与处理技术数据

15、采集与处理技术281.3 1.3 数据采集系统的结构形式数据采集系统的结构形式第第1 1单元单元 绪绪 论论数据采集与处理技术数据采集与处理技术29本节教学目标本节教学目标 理解理解微型计算机数据采集系统的结构微型计算机数据采集系统的结构 理解集散型数据采集系统的结构理解集散型数据采集系统的结构1.31.3 数据采集系统的结构形式数据采集系统的结构形式数据采集与处理技术数据采集与处理技术301.31.3 数据采集系统的结构形式数据采集系统的结构形式1.1. 微型计算机数据采集系统微型计算机数据采集系统系统的结构如图系统的结构如图1-11-1所示。所示。数据采集与处理技术数据采集与处理技术311.31.3 数据采集系统的结构形式数据采集系统的结构形式图图1-1 1-1 微型计算机数据采集系统微型计算机数据采集系统放大放大器器采采 样样/ /保保 持持 器器传感器传感器传感器传感器传感器传感器A A/ /D D转转 换换 器器计计算算机机显示器显示器打印机打印机绘图机绘图机 定时与逻辑控制定时与逻辑控制接接 口口被被 测测 物物 理理