《西安交通大学-现代检测技术-绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西安交通大学-现代检测技术-绪论（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代检测技术,精勤求学 敦笃励志 果毅力行 忠恕任事,Xian Jiaotong University,课程安排,授课方式（总学时48）：40 + 8 学时 考核方式与成绩： 考试80%，作业10% ，实验10 教师联系方式： 刘瑞玲，15802976576 e-mail: 办公室: 东二楼，自动控制研究所173室， 82668665-175 课程网站： http:/mdt- Jiaotong University,参考教材,韩九强，现代测控技术与系统，清华大学出版社； 韩九强，机器视觉技术及应用，高等教育出版社； 李晓莹，传感器与测试技术，高等教育出版社；,Xian Jiaotong Un
2、iversity,课程历史沿革,1，上世纪50年代60年代末，“计测工学”； 2，上世纪70年代80年代末，“自动化仪表与过程控制”； 3，上世纪90年代2001年，“检测技术”； 4，2002至今，“现代检测技术”,2. 电子束配列智能测定检验装置 替代了进口装备,3电子枪扭弯曲自动检查机 克服了韩国装置缺陷,4. 彩管荫罩参数智能测量机 替代了进口装备,5.电视会聚着屏特性智能检验仪 克服了日本产品缺陷 国外仪器校准仪器,6. 荧光屏粉条配列智能测量机 性能好于日本产品,7. 仪器仪表自动测试校准系统 实现了测量、校准与管理一体化,8.电子枪平坦度测量仪 替代了进口设备。,1.投影电视会聚
3、特性智能调整装置 速度提高两个数量级,1.电视彩管类系列虚拟仪器测控设备,Xian Jiaotong University,投影电视会聚特性智能调整装置,Xian Jiaotong University,背投电视自动会聚校正系统,投影电视会聚特性智能调整装置,Xian Jiaotong University,电子枪扭弯曲特性智能检测系统,Xian Jiaotong University,电子枪扭弯曲检测系统用户界面,火药引信成型防爆远程测控系统,地空导弹发射段自动跟踪测控系统,卫星发射雷达回波信号显示装置,航天点火器火花能量测控系统装置,空间交会对接模拟跟踪测控系统,2.国防军工类系列虚拟仪器
4、测控设备,Xian Jiaotong University,火药引信成型防爆远程测控系统,Xian Jiaotong University,卫星发射雷达回波信号显示装置,3. 采油节能软测量冲次最优调整设备,嵌入式虚拟仪器系统平台,小批量抽油机智能测控装置,长庆油田抽油机测控现场,Xian Jiaotong University,各井场抽油机的结构,Xian Jiaotong University,抽油机节能测控系统结构,Xian Jiaotong University,抽油机监控管理系统,4.塔吊群防碰无线传感器网络设备与系统,嵌入式虚拟仪器系统平台,DAQ虚拟仪器远程操作界面,Xian J
5、iaotong University,塔吊防碰撞系统组网结构,Xian Jiaotong University,塔吊防碰撞算法,以最典型的高塔吊小车碰低塔吊吊臂问题为例，简单介绍防碰算法：,Xian Jiaotong University,无线传感器网络,系统结构和节点构成,Xian Jiaotong University,MPS 无线传感器节点控制系统,5. 机器视觉软测量仪器平台,机器视觉教学实验平台,机器视觉软测量仪器平台,高速智能相机,机器视觉组态软件,机器视觉教学实验室,产品缺陷检测,6.工业生产智能测控软件产品,在日本OMRON公司得到应用,三维形状恢复,PCB焊点检测与分类,Xi
6、an Jiaotong University,自动化测控系统装置中的检测技术,应用领域对象：,流程对象的过程控制参数测量 姿态对象的运动控制定位测量 事件对象的调度控制事件检测 视觉对象的模识控制识别测量,信息采集：传感器技术、信号转换技术 信息传输：传输总线协议、通信软件 信息处理：处理器技术、处理算法与软件 信息利用：控制器、执行、驱动、算法软件,测控系统装置：,检测技术越来越重要，应用范围越来越宽广、研究难度越来越大。,Xian Jiaotong University,课程核心内容,（1）检测系统的理论基础 （2）检测系统的感知技术 （3）基于网络的检测技术* （4）基于机器视觉的检测技
7、术 （5）基于无线通信的检测技术* （6）基于雷达的检测技术 （7）基于GPS的检测技术 （8）基于虚拟仪器的检测技术,现代测控系统的发展与应用 数据误差处理 不确定度 系统静态特性 系统动态特性,应变式 电感式 电容式 压电式 磁电式 光敏式 热敏式 数字式 光纤式 红外、超声 气敏、湿敏、生物敏,集散控制系统（DCS） 现场总线技术（CAN、FF） 以太网测控技术（TCP/IP）,机器视觉测控系统原理 数字图像处理技术 视觉检测与模式识别典型案例,无线通信技术基本原理 无线传感器网络 无线通信在测控系统中的应用,雷达测控基本原理 距离、角度及运动目标 测量 典型雷达系统,GPS系统组成 定
8、位原理 GPS测控系统典型应用,虚拟仪器系统组成 虚拟仪器设计开发 在测控系统中的应用,Xian Jiaotong University,测试技术基本概念,现代测试系统基本结构与类型,现代测试技术的发展趋势,测试技术的应用,绪论部分,Xian Jiaotong University,测试技术与传感技术是信息技术三大支柱（传感技术、通信技术和计算机技术）之一，与通信技术、计算机技术一起分别构成信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。 测试的基本任务： 获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法与必需的信号分析及数据处理，获得与被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它
9、信息处理装置、控制系统。 完整的测试过程包括：被测对象、 测试方法、数值和计量单位、测量误差等。,测试技术基本概念,Xian Jiaotong University,静态测量：对不随时间变化的（静止）被测量进行测量。 动态测量：对随时间变化的被测量进行测量，需确定被测量的瞬时值及其随时间变化的规律。,直接测量法和间接测量法,接触式测量和非接触式测量,静态测量和动态测量,测试方法分类,直接测量：用已标定的仪器，直接地测量出某一待测未知量的量值。 间接测量：对与未知待测量y有确切函数关系的其他变量x(或n个变量)进行直接测量，然后再通过函数，计算出待测量y。,非接触式测量避免了对被测对象的影响。,
10、Xian Jiaotong University,现代测试系统基本结构与类型,GPIB,Serial,DAQ,传感器单元,VXI,图象采集,运动控制,PXI,硬件,应用软件 驱动软件,Xian Jiaotong University,现代测试系统基本结构与类型,信号获取,信号放大、预滤波,量程切换、分时采样、A/D转换等,控制中枢 智能传感器 集成仪器,基本型,Xian Jiaotong University,现代测试系统基本结构与类型,PC-DAQ系统：基于PC-DAQ组成虚拟仪器测控系统，通用的构建方法是在计算机上插入数据采集（DAQ）卡，并由驱动软件驱动硬件，通过应用程序构建虚拟面板和发
11、送通讯命令。,PCI总线图像采集卡,Xian Jiaotong University,现代测试系统基本结构与类型,2、标准通用接口型 标准化总线：利用总线技术，能够大大简化系统结构，增加系统的兼容性、开放性、可靠性和可维护性，便于实行标准化以及组织规模化的生产，从而显著降低系统成本。 接口的机械结构遵循统一规范，包括接插件的结构和几何尺寸、引脚定义和数量、插件板的结构和几何尺寸等。通过标准总线将各个台式仪器模块连接起来，也可将有关插板部件模块插入标准机箱扩展槽，即可方便的构成测试系统。,Xian Jiaotong University,所谓总线是指计算机、测量仪器、自动测试系统内部以及相互之间
12、信息传递的公共通路，是计算机和内部测试系统的重要组成部分，是计算机、自动测试系统乃至网络系统的基础。 总线的类别很多，分类方式多样，仅按应用的场合可分为芯片总线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总线及网络总线等多种类型。 本节简要介绍基于PC的测试系统的总线技术：测量仪器机箱总线、测量仪器机箱(机柜)与计算机之间的互连总线。,现代测试系统基本结构与类型,Xian Jiaotong University,自动测试系统机箱底板总线 组成系统各种机箱的底板总线。在总线底板插槽上插入模拟量输入/输出、数字量输入/输出、频率和脉冲量输入/输出等功能插件，可组成具有不同规模和功能的自动测试系统。 分
13、为两类：经有关标准化组织发布的标准总线，各公司设计的专用总线。 STD和CAMAC总线 ISA总线 VXI总线 PCI、CompactPCI及PXI总线,现代测试系统基本结构与类型,Xian Jiaotong University,STD和CAMAC总线 STD总线，1978年由Pro-Log公司作为工业标准发明，由STDGM制定为STD-80规范， 1987年被批准为国际标准IEEE-961。 STD总线的16位总线性能满足嵌入式和实时性应用要求，小板尺寸、垂直放置无源背板的直插式结构、丰富的工业I/O、 OEM模板、低成本、低功耗、可扩展温度范围、良好的可靠性和可维护性，使其在空间和功耗有
14、严格限制的、高可靠性的工业自动化领域得到广泛应用。 CAMAC总线，70年代初推出，一种专门为测控系统设计的标准机箱底板总线。其总线规范完整、严格，曾得到广泛的应用。 由于其他高性能总线的出现，这两种总线逐渐被淘汰。,现代测试系统基本结构与类型,Xian Jiaotong University,ISA总线 工业标准结构总线(Industrial Standard Architecture - ISA)，1984年，实际上属于PC总线。 8/16位的非同步数据总线，工作频率8MHz，数据传输率为1Mbps(8位)或2Mbps(16位)。 虽未被标准化组织正式定为标准，但在测试领域内以PC为基础的
15、数据采集应用中长期占据着主导地位。 ISA总线虽然扩展了对微处理器的支持能力，但仍存在许多不足之处，如I/O扩展能力差，边缘式印制插头(座)接触不良，耐振动、冲击能力差，对温湿度比较敏感而不适应工业现场工作等，在速度上已成为系统的瓶颈，已逐渐被PCI、CompactPCI总线所取代。,现代测试系统基本结构与类型,Xian Jiaotong University,VXI总线 VXI (VMEbus eXtension for Instrumentation)总线是VME计算机总线在仪器领域中的扩展，由HP等公司于1987年提出，1992年成为IEEE1155标准。 在该系统中围绕机械、电气、控制
16、方式、通信协议、电磁兼容、软面板、驱动程序、I/O控制乃至机箱、印制电路板的VXI总线产品相互兼容。 VXI系统综合了计算机技术、GPIB技术、PC仪器技术、接口技术、VME总线和模块化结构技术的成果，VXI 2.0版本提供了64位扩展能力，数据传输率最高可达80Mbps。 VXI系统最多可包含256个器件(装置)，可组成一个或多个子系统，每个子系统最多可包含13个插入式模块，适用于组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。 VXI总线支持即插即用、人机界面良好、资源利用率高、容易实现系统集成，大大地缩短了研制周期，且便于升级和扩展。不足的是VXI系统的成本相对较高。,现代测试系统基本结构与类型,Xian Jiaotong University,基于GPIB通信的VXI检测模块,VXI嵌入式CPU检测模块,现代测
