3矿山测试技术显示记录仪器

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1、3 显示和记录仪器显示和记录仪器表盘显示表盘显示数字显示数字显示计算机记计算机记录和录和显示显示示波器记录和示波器记录和显示显示3.1.1 记录仪器作用和地位n记录仪器作用记录仪器作用排除了测量者主观视觉误差和疏失误差在测量过程中或被测信号消失之后的任何时间对数据进行研究和分析当被测信号是随时间变化的，必须使用有一定响应速度能实现动态测量自动记录的仪器n地位地位 记录仪器的精度、灵敏度和频率响应等特性对整个测试系统测量精度影响很大3.1.2 显示和记录仪器主要形式n（1）电信号直接送往模拟式仪器(如指针式电压表、函数记录仪、模拟示波器)的输入端进行显示和记录n（2）电信号经模数转换器（AD）转

2、换器件转换成二进制数字信号。数字信号处理方式：（a）直接送专用存储器进行存储（b)直接送往数字式示波器，通过D/A后显示出来（c）经转换(如BCD转换，即二进制至十进制的数制转换)后由数码管(LED)或液晶显示器(LCD)以十进制数字形式显示（d）通过国际标准串行接口(如RS232)或并行接口(如IEEE488)送往PC机，进行存储，显示、分析(如频谱和波形分析) 和计算(如按经典计算公式计算出间接的目标测量值)n（3）电信号被输入调制器和电磁波发射装置，以无线电波形式进行远距离输送，并被远端接收机所接收，经解调器解后，进行显示和记录3.1.3 记录仪器分类n记录仪器分为数字记录仪和模拟记录仪

3、两大类：模拟记录仪模拟记录仪（simulation recordersimulation recorder） 如光线示波器、笔式( (函数)记录仪和磁带记录仪（tape recorder），这些仪器有些大部分已淘汰数字记录仪数字记录仪（data recorderdata recorder）：）： 如动态测试分析仪、数字存储示波器、信号记录仪、数字磁带记录仪、无纸记录仪n目前记录仪器特点目前记录仪器特点 计算机控制的数据采集、存储和显示 通讯接口连接高精度显示器，打印机和绘图仪3.2 数据采集系统简介数据采集系统简介n目的目的 传感器和测量电路输出的信号是以连续变化的物理量（模拟量），要将这些信

4、号送入计算机进行处理，必须先将这些连续的物理量离散化，并进行量化编码，从而变成数字量n作用 数据采集系统(Data Acquisition System，DAS)的基本功能就是实现这种从模拟量到数字量的装置，它架起了计算机与传感器联系的桥梁高速数据采集卡高速数据采集卡 样本采样率25MSPs-500MSPs 采样率调节步长为1MSPs 分辨率8bit存储容量512KByte记录方法提前、立即及延迟触发方式外触发、信号触发及程控触发数据传输方式中断、查询、DMA等接口方式插入ISA总线、PCI总线接口尺寸PC插卡 110mm 220mm 直接插入计算机插槽输入插座LEMO输入信号模拟输入信号、外

5、时钟、外触发最大输入信号 05伏（峰-峰）配 套 软 件Labview虚拟仪器应用软件3.2.1 数据采集系统基本组成数据采集系统基本组成n数据采集系统包括硬件和软件两大部分 3.2.1 数据采集系统数据采集系统各部分作用各部分作用计算机计算机是数据采集系统的核心，在软件引导下，对整个数据采集系统进行控制，并对采集的数据进行处理 （cpu芯片、单板机）软件软件使PC和数据采集硬件形成了一个完整的数据采集、分析和显示系统程控放大器程控放大器使不同数量级的输入电压都具有最合适的电平，使A/D变换器达到最佳变换抗混滤波器抗混滤波器滤去高频干扰，保证后续的采样/保持器、A/D变换器有合适的工作频率（满

6、足采样定理所要求的频率）采样采样/保持器（保持器（sample/hold）以一定时间间隔拾取模拟信号的瞬时值，并保持幅值恒定，以保证AD转换器正常工作A/D变换器变换器 实现瞬时值量化、编码，将模拟信号转换数字信号系统总线和接口系统总线和接口把数据采集系统各部分连接起来，实现计算机与系统各部分之间的数据通讯3.2.2 连续量的时间离散化和幅值量化连续量的时间离散化和幅值量化？问题问题经常遇到的物理参数：电量或非电量都是模拟量。模拟量的大小是连续分布的，且经常也是时间上的连续函数n解决方法解决方法将模拟量转换成数字信号需经采样采样量化量化编码编码三个基本过程（数字化过程）（数字化过程）n完成采样

7、、量化和编码的电子器件是A/D转换器连续量的时间离散化连续量的时间离散化采样采样lx(ti)在时间上是离散的值，但在幅度上仍然是连续模拟量 l离散化过程离散化过程采样采样设连续量为一个连续函数x(t) ，对x(t)每隔t时间采样一次 ，时间间隔t称为采样周期采样周期采样周期的倒数采样周期的倒数1/t被称为被称为采样频率采样频率每个采样时刻ti=0，t，2t，3t所对应的值x(ti)=x(0)，x(t)，x(2t)x（nt）数值称为采样值采样值l在时间上将连续的量x(t)转换为离散化的量x(ti)的过程称为离散化离散化连续量的幅值离散连续量的幅值离散量化量化n目的目的 连续信号通过采样离散化后采

8、样值x(ti)（瞬时值）在幅度上仍然是连续模拟量，但在数据采集系统中， x(ti)是用二进制编码表示的，因此在幅值上还需要用离散值来表示n量化量化 方法是用一个量化因子（电平电平）Q去度量采样值采样值x(ti) ，把采样值x(ti)用量化电平整数倍表示，得到整量化的数字量量化值量化值 量化因子=天平法码连续量的幅值离散连续量的幅值离散量化过程量化过程n量化过程量化过程设置量化电平设置量化电平Q Q： 设A/D转换器的位数为N（字长），待测量所对应的满程电压为Vfs，将满程电压分成2N等分（刻度），则相邻两个等分之间电压差即为量化电平量化电平Q Q比较采样值与量化电平比较采样值与量化电平如果采样

9、值x(ti)刚好是量化电平Q的整数倍k，则可表示成x(ti) =kQ，不会产生误差；如果采样值x(ti)落在kQ与（k+1）Q之间时，一般遵循四舍五入原则归到相近的电平上，此时x(ti)与量化值将存在误差连续量的离散值连续量的离散值编码n编码编码将量化值（量化值（数字量）用二进制代码表示过程n连续量的离散值连续量的离散值进行编码后，微机就可以读入和识别采样采样采样值采样值设置量化电平设置量化电平Q比较比较量化值量化值编码编码量化误差量化误差n量化误差的产生量化误差的产生如果采样值x(ti)刚好是量化电平Q的整数倍k，则可表示成x(ti) =kQ，不会产生误差；如果采样值x(ti)落在kQ与（k

10、+1）Q之间时，一般遵循四舍五入原则归到相近的电平上，此时x(ti)与量化值将存在误差n量化误差量化误差 量化过程产生的误差n量化误差最大值为量化误差最大值为3.2.3 数据采集系统的主要性能指标数据采集系统的主要性能指标n采样速率采样速率对输入模拟信号在单位时间内所完成的采集次数 单位为Hz，例如20kHz表示每秒采样20000点(字节)在时间域上，与采集速率对应的指标是采样周期n采样长度采样长度存储器的采样长度是指一次采集可存储的总字数或采样点数，如采样长度为1K表示可存储 1024个采样点n 系统分辨力系统分辨力可以分辨的输入信号最小变化量 通常用最低有效位值(LSB)占系统满度信号的百

11、分比表示A/D转换器最低有效位（least significant bit，LSB）等于量化电平Q，它与字长存在固定关系，A/D转换器的位数N（字长）体现了A/D转换器的分辨力数据采集系统的主要性能指标数据采集系统的主要性能指标n系统精度系统精度是系统各种误差的总和 通常表示为满度值的百分数（最大引用误差）， 模数转换器的精度是系统精度的极限值n动态范围：动态范围： 数据采集系统的动态范围通常是指所允许输入的最大幅值与最小幅值之比的分贝数，即n非线性失真：非线性失真：当给系统输入一个频率为 f 的正弦波时，其输出中出现很多频率为k f (k为正整数)的新的频率分量的现象，出现失真非线性失真的程

12、度用谐波失真系数谐波失真系数H来衡量3.3 动态信号记录仪动态信号记录仪n发展过程发展过程 在20世纪90年代以前动态信号的测量记录经常采用光线示波器、电子示波器、磁带记录仪、瞬态记录仪完成这一测量任务目前动态信号记录仪特点目前动态信号记录仪特点应用计算机技术，集数据采集、分析、处理及输出为一体的高性能综合记录记录系统 仪器种类比较多，如动态数据采集仪（dynamic data acquisition instrument）、动态信号分析仪、动态信号测试分析仪，动态信号记录仪n动态信号记录仪基本功能动态信号记录仪基本功能 能对数据进行存储及重放，可与计算机配合进行数据处理 分析和记录功能 动态

13、信号动态信号记录记录仪组成和工作原理仪组成和工作原理3.3.1 动态记录仪工作原理n动态测试分析仪系统组成主要由CPU（中央处理器）、存储管理控制器、显示控制器等几个部分组成通过系统总线把这几部分连接起来各自独立的N路采集通道和内部计算机通过存储管理控制器相连共同组成整个系统每个通道均由程序控制放大器、高速A/D（模数）变换器、RAM存储器等组成结构特点并行布置工作过程n被测信号经过相应的传感器变成模拟电压信号，输入到动态测试分析记录仪n经程序控制放大器成合适的电平加至高速A/D变换器n通过A/D变换器以一定的速率采样、量化、编码，模拟信号转变为离散的数字信号nA/D变换器的数字输出由控制电路

14、发出的指令脉冲控制，先逐一地存入RAM存储器；n再通过存储管理控制器控制磁盘控制器工作，使数据存入磁盘控制显示控制器工作，使数据通过高分辨率显示器显示出来通讯接口包括串行口和并行口，可与其他计算机通信，也可以与打印机、绘图仪等外设相连3.3.2 记录仪主要技术性能指标记录仪主要技术性能指标n关键指标： 取决于数据采集单元nA/D变换器采样速度和存储器容量采样频率采样频率-采样速率、采样速度（采样速率、采样速度（sampling frequency）n采样频率指单位时间（每秒）内的采样点数单位为Msps 、HZ例如 20 kHZ表示采样频率为20000采样点秒1. 采样频率 2. 采样长度采样长

15、度n存储器的采样长度是指一次采集可存储的总字数或采样点数n如采样长度为1K表示可存储 1024个采样点或称为1024个字，2 K为2 048个字，4 K为4 096个字等 3. 数字输出位数和量化误差数字输出位数和量化误差n输出数字用二进制位数表示，位数体现了 AD变换的精度分辨率LSB与字长n有固定关系：LSB=Q=Yf.s/2n分辨率常以字长表示，如8bit，10bit，12bit等nAD变换时，不管字长多少，其量化误差为一个最低位的一半，而一个最低位带来的绝对误差则与字长有关如字长8位，量化误差的引用误差为0.5128 =0.2字长10位，引用误差为0.51210 =0.054. 4.

16、触发方式（触发方式（spring modespring mode）n许多数据采集的应用过程需要基于一个外部事件来起动或停止其数据采集的工作 n触发（或启动）：用来控制仪器工作的脉冲信号手动触发内触发（上升沿内触发，下降沿内触发） 全通道内触发单通道内触发外触发等内触发n内触发内触发 使仪器处于等待状态，让被测信号去与预置电平进行比较来决定是否触发。当输入信号的幅值（上升沿、或下降沿）达到预置触发电平时，则触发仪器开始记录触发电平触发电平 一般设为信号最大值的1323单通道内触发单通道内触发是指所选择通道的被测信号幅度高于或低于某一门限值时启动采集全通道内触发全通道内触发是指系统中只要有一个通道

17、的被测信号幅度高于或低于某一门限值时启动采集外触发、手动触发外触发、手动触发n外触发外触发是通过外部输入脉冲信号来触发仪器启动采集外触发信号应为标准的TTL电平5v，负脉冲有效n手动触发手动触发 是由人直接操纵仪器开始工作，用于一般性观察测试5. 采样延时（延时触发）采样延时（延时触发）n目的：目的：为能清楚了解触发前后被测瞬态波形的形态，从而能更全面地分析某个瞬态过程n延时触发延时触发 指触发信号到达为0 时刻，采集的起始点时刻超前或滞后的时间负延时触发负延时触发超前采集超前采集 采集的起始点时刻超前于触发时刻的触发正延时触发正延时触发滞后超前采集滞后超前采集 采集的起始点时刻滞后于触发时刻

18、的触发正正/ /负延时触发与采样长度关系负延时触发与采样长度关系 图负延时触发及采样长度负延时触发及采样长度正延时触发及采样长度正延时触发及采样长度6. 采集次数采集次数n指每次采集过程，实际进行的波形采集次数（触发次数），即循环采集次数7. 量程n指输入信号允许的幅度范围n例如有3个量程：3.3.3 动态测试记录仪的主要特点1、系统构成特点、系统构成特点 前端系统多种采样率、量化分辨率的采集系统后端系统相同的后处理系统及处理软件优点标准体系结构，可靠性提高，便于维护硬件；软件模块化设计，使仪器组合灵活方便2. 自动测量自动测量 多通道并行数据采集，并能自动测量信号幅度、频率、上升时间、相位等

19、3. 具有很强的数据处理和分析能力具有很强的数据处理和分析能力 在时域处理方面：波形的加、减、乘、除、微分、积分等， 在频域处理方面： FFT、功率谱处理 4.具有多种用户类型接口和计算机扩展功能具有多种用户类型接口和计算机扩展功能 其数据输出很方便，如，存盘、通信、打印、绘图等多种方式 方便了对测试结果的分析，以及测试报告的生成等3.3.4 动态测试分析记录仪的使用动态测试分析记录仪的使用n 动态测试分析记录仪的使用注意事项重要性：重要性： 根据采集性能参数的设置来完成的，正确设置采集参数是完成采集操作的第一步，也是非常重要的一步主要参数：主要参数： 根据要测试信号的特点，预先对采样率、采样

20、长度、正负延时等采集性能参数进行设置1. 采样频率的选择采样频率的选择n最低要求最低要求依照采样定理，在采样速率为被测信号最高频率的2倍以上时，输出信号才可能不失真地重现原信号实际采样速率应是被测信号最高频率510倍以上n在一定的存储器的容量情况下，低采样速率可增加记录时间 记录时间=存储器的容量/采样速率n采样速率的选择，主要应考虑因素采样速率的选择，主要应考虑因素被测信号本身的频率变化范围必须采集的信号时间长短存储器的容量2. 采样长度的选择n采样长度的选择取决于被测信号的延续时间和存储器的总容量在采样速率确定的前提下，采样长度越大，数据采集的时间越长，存储的数据越多n采样长度限制条件采样

21、长度限制条件采样长度的上限为 RAM存储器的总容量增大存储器容量，增加仪器的造价过多的数据也会增加数据处理时的工作量3. 触发方式的选择n 内触发方式简单可靠，使用较多内触发方式简单可靠，使用较多n外触发用于外触发用于对被测信号的起始点和过程持续时间的测量精度有较高要求时测试现场干扰大而无法让仪器处于稳定等待状态，可能出现被测信号还没有进入仪器就已经误触发了方法方法 可由配套使用的仪器提供准确可靠的外触发信号 4. 4. 量程的选择量程的选择 n在使用仪器时，量程选择要适当若量程太小，可能造成记录的波形被限幅若量程选择太大，则模拟量的测量精度降低 因为数字显示的绝对误差为(量程/2n) 因此在

22、使用中一般应粗估输入信号的幅度，使之在满量程值的6080为宜3.4 数字存储示波器n（DSODigital storage Oscilloscope） 是通过输入信号A/ D ,将数据储存于内存,显示波形的测量仪器n特点：特点：快速记录和显示功能 最高的采样率和输入带宽（等效采样时，40GS/s、超过10GHz，）， 只有独立的DSO才能实现 n用途：用途：单次非周期瞬态过程或频率很高的信号进行测量信号不能用普通的记录仪进行记录或显示 如用于记录和观测机械的、物理的破坏过程爆炸冲击、振动等过渡现象各种突发性事件数字波形存储示波器框图数字波形存储示波器框图3.4.13.4.1数字存储示波器组成与

23、工作原理数字存储示波器组成与工作原理数字存储示波器组成模数AD转换器数字存储器数模DA转换器阴极射线管CRT等数字存储示波器的工作原理n存储工作模式存储工作模式：工作过程分为存储和显示两个阶段n存储工作阶段：存储工作阶段：将模拟信号转换成数字化信号，在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM中n显示工作阶段显示工作阶段：将数字信号从存储器中读出转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到CRT的Y偏转板CPU的读地址计数脉冲加至D/A转换器，得到一个阶梯波扫描电压，驱动CRT的X偏转板在屏幕上描出输入量随时间变化曲线n数字存储示波器屏幕上看到的波形由所采集到数据重建的波形，而不是输入连接端上所加信号的立即

24、的、连续的波形显示3.4.2 3.4.2 主要技术指标主要技术指标n数字存储示波器主要技术性能指标与动态测试分析仪相类似n其性能主要取决于A/D变换器、存储器容量、扫描速度扫描速度nA/D变换器位数越多，量化误差越小（一般8位）nA/D变换器采集速度越快，在单位时间内获得点数越多，波形失真越小1频带宽度BW和上升时间tr示波器的频带宽度BW一般指Y通道的频带宽度n带宽带宽能以不低于真实信号70.7%的幅度来显示信号的最高频率即即相对于额定幅值下降3dB的频率值，常称为3dB带宽，BW=20Log(0.707)=3dB带宽n上升时间tr：规定为信号从其稳态最大值的10到90所用的时间，是一个与频

25、带宽度BW相关的参数，反映示波器Y通道跟随输入信号快速变化的能力n频带宽度BW与上升时间tr的关系2 2采样速率、采样长度和时基因素采样速率、采样长度和时基因素n采样速率采样速率 指单位时间内对模拟输入信号的采样次数n采样长度采样长度 指记一个录波形的总字节数，又称为记录长度，用 AD转换后的数据存入RAM存储器的最大存储字节（byte）表示n扫描速度扫描速度 指荧光屏上单位时间内光点水平移动的距离，单位为cm/s 或divs(格秒) （荧光屏水平通常分为10格）时基因素时基因素= =扫描速度的倒数，单位为t/cm或t/div采样速率、采样长度和时基因素三者关系n在实际应用中，采样速率可根据被

26、测信号需要，通过调整时基 进行设定，时基设置越小，时间分辨率越高，但受示波器的最高采样速率所限制n时基因素、采样速率时基因素、采样速率 和扫描速度关系和扫描速度关系 采样速率 f =每格的采样点数/时基=每格的采样点数扫描速度例如，如果每格取样点数为 200，时基为 10 msdiv，则采样频 率为 20 MHz3 3偏转因素偏转因素n偏转因素偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上的 垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压值，单位为 V/cm、mV/cm或V/div、mV/div偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力偏转因素的倒数称为偏转灵敏度 4 4输入阻抗和耦合方式输入阻抗和

27、耦合方式n输入阻抗：输入阻抗：示波器输入阻抗Z为前一级仪器的等效负载 n输入耦合方式输入耦合方式：直接（DC）、交流（AC）和接地（GND）三种 DCDC耦合方式耦合方式：指输入端直接与衰减器连接，信号的所有分量（AC和DC）直接进入示波器ACAC耦合方式耦合方式：指在BDC端和衰减器之间串联一个电容，信号的DC分量被阻断，信号的低频AC分量也受阻接地耦合方式接地耦合方式：l指输入信号和衰减器断开并将衰减器输入端连至示波器的地电平l当选择接地时，在屏幕上将会看到一条位于0V电平的直线l用于调节这个参考电平或扫描基线的位置 3.4.3 主要功能特点主要功能特点n数字存储示波器是传统的模拟示波技术

28、、计算机技术和电子测量技术结合的产物，其结构和功能是多种多样的n1 1 宽频带工作功能宽频带工作功能 数字存储示波器频率响应特性好、带宽大，精度高。能采集的瞬变波形或连续信号，频响范围从直流至10GHZ以上n2 2 信号长期保留功能信号长期保留功能 数字存储示波器是借助存储器保存波形的，只要在测试过程中仪器不断电，可将波形信号复制到所谓的后备存储器中，长期保留下去3.4.3 主要功能特点2n 3. 重放速度可调功能重放速度可调功能 重放存储器中所记录的数字信号，根据后续记录仪器所能接受的频响范围人为地控制重放时的速度 应用应用：高速存储慢速重放普通记录仪就可以较好地重现波形 原原因因：在记录某

29、些时域波形密集、含高频成分较多的瞬态过程时，就可以充分扩展时间坐标（波形）n4. 计算、处理和分析功能计算、处理和分析功能 对波形进行数字化存储与计算机进行通讯，从而可利用计算机进行各种信号处理和分析 很多数字存储示波器内部装有处理器数学处理能力3.4.3 3.4.3 主要功能特点主要功能特点3 3n5. 5. 自动测量功能自动测量功能l 在预编程序控制下，能进行自动校准、自动显示测量参数等l 能自动对采集的信号进行分析、计算l 显示波形的峰峰电压、上升时间、周期和频率，RMS电压值n6. 6. 扩展功能扩展功能l 波形存储器可作成独立的装置l 记录仪相连，也可组装在记录仪的内部成为它的一个部

30、件3.4.4 数字存储示波器选用数字存储示波器选用考虚因素考虚因素带宽采样速率存储深度波形更新速率 3.5 无纸记录仪无纸记录仪n自20世纪90年代推出的新一代记录仪，它成为传统机械式记录仪的更新换代产品n主要特征：主要特征：采集速度不高，不超过10点秒存储量大n主要应用：主要应用： 需要长时间监测记录的情况主要生产商美国霍尼韦尔公司 日本横河公司沈阳兰申公司 浙大中控自动化公司 北京英华达公司 哈尔滨陆迪中心 北京西姆公司 天津霍珀福尔公司无纸记录仪paperlessrecorder大型自动记录系统无纸记录仪的结构原理框图无纸记录仪的结构原理框图输入处理单元AD转换器主机板LCD（液晶）图形

31、显示屏键盘1 输入处理单元输入处理单元 无纸记录仪可以接收多种类型的信号输入n 万能模块输入万能模块输入如 010 mA，420 mA标准电流信号，l5V，05 V等信号电压输入各种热电偶和热电阻（Pt100，Cu50）输入及脉冲信号等n专用模块输入专用模块输入 如输入控制信号，以控制是否记录某个通道，或直接控制记录仪的开停等处理单元全部采用隔离输入，提高了仪表的抗干扰能力2 AD2 AD转换器转换器n采样速度要求不高，不带采样保持电路n对AD转换器精度要求较高，一般在10位以上3. 主机板主机板n主机板是无纸记录仪的核心部件，包括中央处理单元CPU和只读存储器ROM及随机存取存储器RAM等C

32、PU是记录仪的指挥中心是记录仪的指挥中心 对输入变量的运算处理，指挥协调无纸记录仪的各种工作ROM中存放支持仪表工作的系统程序和基本运算处理程序中存放支持仪表工作的系统程序和基本运算处理程序（1）滤波处理程序、开方运算程序、线性化程序、标度变换程序等 （2）在仪表出厂前由生产厂家将程序固化在存储器内3. 主机板主机板RAM主要有SRAM存储器和Flash存储器两种nSRAM是一种大容量静态存储芯片，掉电时记录数据会丢失nFlash存储器(又称闪速存储器)是一种新型半导体存储器在长期掉电的情况下保存记录数据具有存储速度快易于擦除、重写和功耗小 价格相对较高目前，无纸记录仪一般用Flash存储器，

33、容量有几M到上百MnRAMRAM中存放过程变量的数值和状态数据中存放过程变量的数值和状态数据（1）存放输入处理单元送来的原始数据、CPU中间运算值（2）存放记录间隔、输入信号类型、量程范围、报警限等（3）允许用户根据需要随时进行修改4. 键盘与显示器键盘与显示器n键盘是本仪器的人机接口部分键盘是本仪器的人机接口部分无纸记录仪面板设置有简易键盘在不同画面显示时定义为不同的功能，从而使仪表结构紧凑、使用简单n显示器采用液晶显示器显示器采用液晶显示器LCD显示字符、数字显示图形、文字一种高性能的平面显示终端5. 通信接口通信接口n无纸记录仪没有纸记录功能n通常设有通信接口，通过通信网络与上位计算机通

34、信，将数据传给计算机，利用打印机打印出需要的报表和信息，或进行数据的综合处理n有的记录仪带有与PC完全兼容的磁盘驱动器，能方便地把表内的数据通过磁盘转存或保存n典型通讯接口 RS232C、RS485、USB通信接口6. 模拟输出模拟输出n模拟输出用于扩展无纸记录仪的功能，主要输出开关量 如将报警信号送到专门的闪光报警器、声响报警器输出形式有继电器干接点输出和集电极开路晶体管输出两种无纸记录仪主要功能1n1 .记录数据记录数据保存和归档保存和归档功能功能记录大量历史数据功能记录大量历史数据功能： 如如16的Flash 存储器，时间间隔为48s，采用个通道，它可记录的时间可达 1150天自带数据存

35、档、搜索功能自带数据存档、搜索功能 如编目录、文件编排、记录检索快速访问功能快速访问功能如搜索特特定定时时间间或或日日期期的的数数据据点点，或对可能的问题区域进行数据扫描 (与纸质图比较)n2. 控制报警功能控制报警功能2.2.采样时间间隔和记录时间控制采样时间间隔和记录时间控制n 2.记录时间调节功能记录时间调节功能采样间隔容易调整，几乎可以随意调整。从零点几秒到数个小时随意设定由用户通过键盘输入到内置RAM程序控制常用Flash RAM 容量416M常用采样间隔分1s、2s、4s、8s、12s、24s、36s、48s等n3 .显示功能显示功能直接在屏幕上实时显示变量数值变化趋势曲线和柱状图

36、等多个变量值的同时显示，并能够进行不同变量在同一时间段内变化趋势的比较无纸记录仪主要功能无纸记录仪主要功能2 2n4.数据数据处理和处理和分析分析功能功能具有可编程数学算式运算功能生成时间的累积列表当需要对数据进行详细分析并生成报告时，可通过接口将数据输入到计算机，进行附加的数据分析，如确定统计分析和进行复杂数据处理（与纸质图比较）n5. 操作简单、维护方便操作简单、维护方便 友好的人机界面，采样时钟调整、通道选取、参数设置、磁盘刷新等均可由菜单操作完成n无纸记录仪无需油墨和图纸，不会发生卡纸、绘图笔不工作、图表辨识不清等问题n避免纸和笔的消耗与维护以及读数困难问题3.6 笔式记录仪笔式记录仪

37、n 笔式记录仪是用笔尖在记录纸上画出被测量与时间或某一参考量之间函数关系的一种记录仪器n常用的有笔式自动记录仪和xy函数记录仪（x-y graphic recorder） n用于记录变化比较缓慢电量台式记录仪台式记录仪温湿度记录仪温湿度记录仪工业记录仪工业记录仪函数记录仪组成和工作原理框图函数记录仪组成和工作原理框图 图3-2-1 函数记录仪工作原理框图uxDu=ux- u0u0函数记录仪工作原理框图函数记录仪工作原理框图动画动画3.6.1 函数记录仪工作原理1函数记录仪是按照自动平衡原理进行工作的工作过程：工作过程：1)被测信号预处理 衰减器进行衰减，以适应不同的信号电压和量程范围。2)信号

38、与测量电压比较 被测信号ux与测量电位器电压u0相比较，如果两者不相等，则产生电压差u3.6.1 函数记录仪工作原理23)3)差值电压处理差值电压处理 调制成50 HZ的交流信号以便交流放大器进行功率放大，解调、滤波成直流信号4)4)直流伺服电机工作直流伺服电机工作 带动记录笔运动进行记录, 同时带动测量电位器的触点运动直到测量电位器的电压与信号电压相平衡u=0, 电机停止转动伺服电机的转角大小和方向：记录笔的记录幅度的大小和方向，是与电压差值u的大小极性相对应的结果：保证每一瞬间的记录幅度与该瞬间的信号电压成正比，因而记录幅度能够反映被测信号的变化情况3.6.1 函数记录仪工作原理3n输入信

39、号变化输入信号变化n当输入信号ux再发生变化时，将重复上述过程，达到新的平衡，因此，伺服记录仪是一个随动系统。由于输入信号是随测试过程的变化而不断变化的，所以，仪器也是经常由一个平衡状态过渡到另一个新的平衡状态n如果在x轴和y轴方向的随动系统各输入一个信号，则记录笔就会描绘出它们的关系曲线3.6.2 函数记录仪类型函数记录仪类型 n按记录函数特点分为：时间函数记录仪和x-y函数记录仪 时间函数记录仪时间函数记录仪用来描绘被测量与时间的函数关系，其记录纸以等速通过记录笔，纸的位移模拟时间间隔 x-y函数记录仪函数记录仪用来描绘两个被测量之间的函数关系，这时，笔尖作平面运动，而且相垂直的两个坐标方

40、向的移动分别受两被测量控制xy函数记录仪一般同时具有这两种功能，并能相互切换，而且可有多支记录笔，从而记录多个参数与时间的关系，或几个参数与某一物理量的关系如在测试岩石试件弹性模量和泊松比时，记录纵向应变、横向应变与轴向应力的关系3.6.3 函数记录仪特点函数记录仪特点1. 可单笔、双笔和多笔工作2. 记录图形直观、清晰，操作容易、结构简单、记录仪和记录纸价格低廉3. 记录电压信号范围大，1mv300v，这因为输入端装有衰减器4. 精度较高，误差只有0.5%；5. 工作频率低，一般10Hz，动圈式记录仪，可达100Hz。6. 数据整理、分析、处理困难 笔式记录仪结构简单，指示与记录能同时进行 记录器笔尖与记录纸间摩擦较大，可动部分质量大，需要相当大的驱动力矩，并需要 抑制笔急速运动时跳动的强力阻尼装置，其灵敏度较低记录仪只适合于长时间慢变化信号打印结果打印结果谢谢观赏！谢谢观赏！