测控系统模拟输入通道设计与传感器选用

"第二章_测控系统原理与设计2_输入输出" 在测控系统中，模拟输入通道是连接被测物理量与计算机之间的重要桥梁。这个通道通常由传感器、调理电路、采集电路以及A/D转换器等组件构成。传感器是获取物理量的关键，其性能直接影响到整个系统的测量精度和稳定性。 2.1模拟输入通道的组成和分类： - 传感器：将物理量（如温度、压力、位移等）转换为电信号的装置。 - 调理电路：对传感器输出的电信号进行放大、滤波、校准等处理，使其满足后续电路的要求。 - 采集电路：负责将调理后的模拟信号转换为数字信号，通常包括采样/保持器和A/D转换器。 - 微机：接收并处理来自采集电路的数字信号。 输入通道主要分为两种类型： 1. 集中采集式： - 分时采集结构：所有信号通过一个共享的A/D转换器依次采集，适合中、低速采样系统，成本较低，但无法同时获取各路信号。 - 多路同步采集结构：每个信号都有独立的采样/保持器，可以减小时间偏斜误差，适用于对同步性要求较高的系统。 2. 分散式采集结构： - 每个通道都有独立的A/D转换器、采样/保持器，适用于高速采样系统，提供更好的实时性，但成本较高。 2.1.2 传感器的选择： - 选择传感器时，首先要根据测试系统的需求确定传感器类型，比如测量范围、精度、响应速度、稳定性等技术要求。 - 其次，了解市场上不同厂家的产品，比较其性能指标和价格，选取性价比最高的传感器。 2.1.3 传感器的选用考虑因素： - 精度：传感器的测量精度直接影响到数据的准确性，应根据系统的测量需求选择合适的精度等级。 - 稳定性：长期使用中的性能稳定性是衡量传感器质量的重要指标，需要考虑其工作环境的影响。 - 线性：传感器输出与输入量之间的线性关系越接近，测量结果越可靠。 - 响应时间：对于快速变化的信号，需要选择响应速度快的传感器。 - 抗干扰能力：在恶劣环境下工作的传感器，应具有良好的抗电磁干扰和环境噪声的能力。 模拟输入通道的设计和传感器选择是测控系统设计的关键步骤，需要综合考虑系统性能、成本和实际应用需求。不同的采集方式适应于不同的采样速率和实时性要求，而传感器作为信号转换的第一步，其性能对整个系统的性能有着决定性作用。