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1.2 数据采集系统的基本功能 1.3 数据采集系统的结构形式 第1章 绪 论 本节教学目标 理解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 1.3 数据采集系统的结构形式 1.3 数据采集系统的结构形式 系统组成 ①硬件 结构形式 ①微型计算机数据采集系统 ②软件 ②集散型数据采集系统 1.3 数据采集系统的结构形式 1. 微型计算机数据采集系统 系统的结构如图1-1所示。 1.3 数据采集系统的结构形式 图1-1 微型计算机数据采集系统 放大 器 采 样 / 保 持 器 传感器 传感器 传感器 … A / D 转 换 器 计 算 机 显示器 打印机 绘图机 定时与逻辑控制 接口 被 测 物理量 数字信号 开关信号 … 多路开关 传感器 传感器 传感器 1.3 数据采集系统的结构形式 (1) (2) (3) (4) (5) 一个工作周期 多路开关 放大器 采样／保持 A／D转换 数据总线 图1-2 数据采集系统工作时序 1.2?s 6?s tAD 启动脉冲 1.3 数据采集系统的结构形式 系统特点 ①结构简单，易实现 ②对环境要求不高 ③系统成本低 ④集散型的基本单元 ⑤模板齐全，易组成系统 2. 集散型数据采集系统 系统结构如图1-3所示。 1.3 数据采集系统的结构形式 模拟量输入 模拟量输入 模拟量输入 数字量输入 数字量 输入 数字量输入 RS-485 RS-485 生产 现场 生产 现场 生产 现场 数据 采集 站 数据 采集 站 数据 采集 站 通信接口 上位机 图1-3 集散型数据采集系统 1.3 数据采集系统的结构形式 系统特点 ①适应能力强 ②可靠性高 ③实时性好 ④对硬件要求不高 1.5 数据处理的类型和任务 第1章 绪 论 本节教学目标 理解数据处理的类型 理解采集信号的标度变换 1.5 数据处理的类型和任务 1.5 数据处理的类型和任务 处 理 类 型 ①按处理方式 实时（在线）处理 事后（脱机）处理 ②按处理性质 预处理 剔除误差 标度变换 二次 处理 微分、积分 傅里叶变换 1.5 数据处理的类型和任务 处理任务 ①对采集信号作标度变换 ②消除数据中的干扰 ③分析计算数据中的内在特征 对采集到的电信号作标度变换 将没有物理意义的电压信号，转换为原来 对应的物理量。 1.5 数据处理的类型和任务 消除数据中的干扰信号 消除在数据的采集、传送和转换过程中， 系统内部和外部干扰在数据中混入干扰信号， 以保证采样精度。 分析计算数据的内在特征 对采集到的数据进行变换计算，得到表达 采样数据内在特征的二次数据。 数据采集与处理技术 数据采集与处理技术 教 学 内 容 第1章 绪 论 第2章 模拟信号处理 第3章 模拟多路开关 第4章 测量放大器 第5章 采样／保持器 第6章 模／数转换器 第8章数据接口卡采集 第9章 数字信号的采集 第10章 数据的预处理 思考题与习题点评 第1章 绪 论 教 学 内 容 1.1 数据采集的意义与任务 1.2 数据采集系统的基本功能 1.3 数据采集系统的结构形式 1.5 数据处理的类型和任务 第1章 绪 论 本章教学内容 1.1 数据采集的意义与任务 第1章 绪 论 1.1 数据采集的意义与任务 本节教学目标 理解数据采集的定义 理解数据采集系统的任务 了解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 1.1 数据采集的意义与任务 1. 数据采集的形成 机械式蒸汽机转速的闭环自动调速系统 1788年，英国机 械师 J.瓦特(Watt) 在改进蒸汽机的同 时，发明了离心式 调速器，如左图。 这是机械式蒸 汽机转速的闭环自 动调速系统。 当蒸汽机输出 轴转速发生变化 时，离心调速器自 动调节进汽阀门的 开度，从而控制蒸 汽机的转速。 数据 采集 1.1 数据采集的意义与任务 离心式调节器形成的蒸汽机调速系统，见下图。 瓦特的这项发明对第一次工业革命的发展有重要 影响。 数 据 采 集 进汽阀 转速 + - 离心式调节器形成的调速系统 蒸汽源 蒸汽机 负载 离心式 调速器 反 馈 瓦特蒸汽机转速不稳问题也引发了自动化科学的 发展。 1.1 数据采集的意义与任务 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，