07智能仪器的自动校准与抗干扰技术2014(SC-201612271327-Administrator-2017-05-15-10,18,48).ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《07智能仪器的自动校准与抗干扰技术2014(SC-201612271327-Administrator-2017-05-15-10,18,48).ppt》由用户(罗嗣辉)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 07 智能 仪器 自动 校准 抗干扰 技术 2014 SC 201612271327 Administrator 2017 05 15 10 18 48
- 资源描述:
-
1、智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第7章 智能仪器的自动校准和抗干扰技术主要内容主要内容7.1 7.1 仪器的自动校准技术仪器的自动校准技术7.2 7.2 仪器的故障自检技术仪器的故障自检技术7.3 7.3 智能仪器的抗干扰技术智能仪器的抗干扰技术智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术 智能仪器的主要特征是以微处理器为核心进行工作,因智能仪器的主要特征是以微处理器为核心进行工作,因而智能仪器具有强大的控制和数据处理功能,使测量仪器在而智能仪器具有强大的控制和数据处理功能,使测量仪器在实现自动
2、化,改善性能,增强功能以及提高精度和可靠性方实现自动化,改善性能,增强功能以及提高精度和可靠性方面发生了较大的变革。面发生了较大的变革。 智能仪器的智能仪器的准确度、可靠性和抗干扰准确度、可靠性和抗干扰能力是评价智能仪能力是评价智能仪器质量优劣的重要指标。器质量优劣的重要指标。 引言引言 准确度:保证测量的顺利进行,保证测量结果的质量。准确度:保证测量的顺利进行,保证测量结果的质量。 可靠性:对仪器故障进行检测和诊断,及时发现错误,可靠性:对仪器故障进行检测和诊断,及时发现错误,排除故障,保证仪器的可靠工作。排除故障,保证仪器的可靠工作。 抗干扰能力:克服仪器干扰,提高可靠性的手段。抗干扰能力
3、:克服仪器干扰,提高可靠性的手段。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术 7.1.1 7.1.1 误差校准方法误差校准方法 7.1.2 7.1.2 仪器的内部自动校准仪器的内部自动校准(理解)(理解) 7.1.3 7.1.3 仪器的外部自动校准仪器的外部自动校准(了解)(了解)7.1 7.1 仪器的自动校准技术仪器的自动校准技术本节主要内容本节主要内容智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术7.1.1 7.1.1 误差校准方法误差校准方法仪器的误差包括偶然误差和系统误差仪器的误差包括偶然误差和系统
4、误差l减小偶然误差,除去稳定测量环境外,在规定条件下减小偶然误差,除去稳定测量环境外,在规定条件下对被测量进行多次测量,再利用统计方法对测量数据对被测量进行多次测量,再利用统计方法对测量数据进行平均和滤波。进行平均和滤波。l减小系统误差,利用校准的方法来实现减小系统误差,利用校准的方法来实现。 根据系统误差的变化规律,采用一定的测量方法根据系统误差的变化规律,采用一定的测量方法或计算方法,从仪器的测量结果中扣除。或计算方法,从仪器的测量结果中扣除。 准确度等级高的仪器其系统误差小,可用准确度高的准确度等级高的仪器其系统误差小,可用准确度高的标准仪器去修正准确度低的被测仪器。标准仪器去修正准确度
5、低的被测仪器。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术外部校准外部校准内部校准内部校准 采用同类型的准确度高的标准仪器采用同类型的准确度高的标准仪器。 采用准确度高的可步进调节输出值的标准信号源。采用准确度高的可步进调节输出值的标准信号源。智能仪器的校准分为智能仪器的校准分为智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术7.1.2 7.1.2 仪器内部自动校准仪器内部自动校准 智能仪器的系统误差主要产生智能仪器的系统误差主要产生模拟通道模拟通道中,造成这种误中,造成这种误差的原因是它的衰减器、滤波器、差的
6、原因是它的衰减器、滤波器、A/DA/D转换器、转换器、D/AD/A转换器和转换器和内部基准源等部件的电路状态和参数偏离标准值,随温度和内部基准源等部件的电路状态和参数偏离标准值,随温度和时间产生漂移。这种偏离和漂移集中反映在时间产生漂移。这种偏离和漂移集中反映在零点漂移零点漂移和和倍率倍率变化变化上。上。问题问题1 1:智能仪器的系统误差怎么产生的?:智能仪器的系统误差怎么产生的?问题问题2 2:模拟量测量通道的零点漂移和倍率变化?:模拟量测量通道的零点漂移和倍率变化?等效零点漂移电压倍率系数变化智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术e eos
7、os- -输入失调电压;输入失调电压;I Ib1b1、I Ib2b2- -输入偏置电输入偏置电流;流;R R1 1、R R2 2- -倍率电阻;倍率电阻;R R- -输入平衡电阻;输入平衡电阻;R Ri i- -放大器的等效内阻;放大器的等效内阻;V Vi i- -放大器的输入;放大器的输入;VoVo- -放大器的输出;放大器的输出;I I、I Ii i I I1 1、I I2 2、I I3-3-支路电流;支路电流;V Va a、V Vb-b-节点电压。节点电压。2121RRRRR平衡电阻平衡电阻R R的值通常等于的值通常等于R1R1和和R2R2的并联值的并联值 同相输人方式运算放大器的等效图
8、同相输人方式运算放大器的等效图 智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术11osRIRIeIRViii由于由于1bIIIiiiiARVRVVIoba1boIARVIi222b21o1231o122o11b1111RIRIRIVRRIIVRRIVRRVIi12ob2121o1211RARRVIRRRVRRIi所以所以(7.1.27.1.2)b222oo2111IRARRVVRRIi(7.1.37.1.3)(7.1.17.1.1)智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术osI用式(用式(7.1.27.1
9、.2)和式()和式(7.1.37.1.3)代入式()代入式(7.1.17.1.1),并考虑到),并考虑到,b1b2osIII2121RRRRRAVRIiio和和(其中,(其中,称为失调电流),得称为失调电流),得ososo222osb222oo211o1bo12eRIVARRARRRReIRARRVVRRRAVRIARVViiiiosososeRIViARRARRd22211令令和和,则,则os2oVVdRRVi令令12RRk ,则有,则有 osos12o11VVdkVVdRRVii智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术osos12o11VVd
10、kVVdRRVii2RRi1.1.该放大器的放大倍数为该放大器的放大倍数为dk1 ,系数,系数iARRAkd22111 当放大器的开环放大倍数当放大器的开环放大倍数 kA 1,时,系数时,系数, 1d此时实际运算放大器的放大倍数接近理想运算放大器的放大倍数:此时实际运算放大器的放大倍数接近理想运算放大器的放大倍数:121RR2.2.输入失调电压输入失调电压e eosos和失调电流和失调电流I Iosos对放大器输出的影响相当于在对放大器输出的影响相当于在输入信号上加了一个零漂电压输入信号上加了一个零漂电压 V Vosos。由。由 VosVoseoseosRIosRIos知,失知,失调电压调电压
11、 eoseos直接影响直接影响 VosVos的大小。而失调电流的大小。而失调电流IosIos是通过电阻是通过电阻R R形成电压后才对形成电压后才对VosVos起作用。起作用。eoseos、IosIos和和R1R1和和R2R2均是温度的函均是温度的函数,因此,温度变化时,等效的零漂电压数,因此,温度变化时,等效的零漂电压VosVos也会随着变化。也会随着变化。 说明:说明:智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术模拟测量通道的部件是前后级串联的。此时,怎样计算模拟测量通道的部件是前后级串联的。此时,怎样计算总的零漂电压和倍率呢?总的零漂电压和倍率呢
12、?思考:思考:1os11oVVkVi1os2os121os2o122okVVVkkVVkVi等效部件:等效部件:1os2os1os21,kVVVkkk智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术问题问题3 3:如何实现零点漂移的内部自动校准?:如何实现零点漂移的内部自动校准?模拟通道的内部自校准原理图模拟通道的内部自校准原理图现在分二种情况来讨论对现在分二种情况来讨论对VosVos的校准方法:的校准方法: (1 1)零点漂移电压)零点漂移电压VosVos恒定不变时恒定不变时 (2 2)零点漂移电压)零点漂移电压VosVos变化时变化时线性插值线性插值
13、智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术问题问题4 4:如何实现倍率漂移的内部自动校准?:如何实现倍率漂移的内部自动校准?模拟通道的内部自校准原理图模拟通道的内部自校准原理图 在微机控制下,切断在微机控制下,切断S1S1、S3S3,闭合,闭合S2S2。标准源。标准源VrefVref被接被接入。设输出为入。设输出为DrefDref,则,则 方法:方法:D Drefref = =kVkVrefref假设零漂电压假设零漂电压VosVos为零为零 稳定性好,准稳定性好,准确数值已知。确数值已知。一直保持不变一直保持不变智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动
14、校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术模拟通道的内部自校准原理图模拟通道的内部自校准原理图 在微机控制下,切断在微机控制下,切断S S1 1、S S2 2,闭合,闭合S S3 3,被测量,被测量V Vi i被接入,被接入,设输出为设输出为D D1 1,则,则refref1VVDDDiD1D1 = =kVkVi i 微机将测试数据进行下列计算微机将测试数据进行下列计算智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术问题问题5. 5. 综合考虑零点漂移和倍率偏离的情况下,进行内部综合考虑零点漂移和倍率偏离的情况下,进行内部自动校准?自动校准?模
15、拟通道的内部自校准原理图模拟通道的内部自校准原理图微机控制微机控制S1S1接通,断开接通,断开S2S2、S3S3,设输出,设输出DosDos,DosDos= =kVoskVosK,VosK,Vos均不变均不变微机控制微机控制S2S2接通,断开接通,断开S1S1、S3S3,设输出,设输出DrefDref,则,则osrefrefVVkD稳定性好,数值稳定性好,数值已知已知智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术微机控制微机控制S3S3接通,断开接通,断开S1S1、S2S2,设输出,设输出DxDx,则,则osxVVkDi微机进行下列计算微机进行下列计算
16、refosref1kVDDDikVDDDosx2ref12VVDDDirefosrefosxrefVDDDDDVVi所以所以消除了消除了V V0 S 0 S 和和K K智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术7.1.3 7.1.3 仪器外部自动校准仪器外部自动校准( (了解了解) )自动校准系统的组成自动校准系统的组成指挥整个系统指挥整个系统的校准工作的校准工作准确度较高的准确度较高的标准源标准源智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术 7.2.1 7.2.1 仪器的故障诊断仪器的故障诊断(了解)(
17、了解) 7.2.2 7.2.2 仪器的自检仪器的自检(掌握)(掌握)7.2 7.2 仪器的故障诊断与自检仪器的故障诊断与自检本节主要内容本节主要内容智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术7.2.1 7.2.1 仪器的故障诊断仪器的故障诊断问题问题1 1:产生仪器故障的原因有哪些?:产生仪器故障的原因有哪些?硬件原因:硬件原因:内部因素:内部因素:仪器使用仪器使用环境因素环境因素外部因素:外部因素:元器件及电路板的老化元器件及电路板的老化软件原因软件原因智能仪器特有的原因智能仪器特有的原因智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章
18、智能仪器的自动校准与抗干扰技术问题问题2 2:对待故障的策略是什么?:对待故障的策略是什么?(1 1)冗余技术:故障产生时,设法避开故障的作用,屏)冗余技术:故障产生时,设法避开故障的作用,屏蔽它的影响。蔽它的影响。(2 2)测试故障:在故障产生时,及时发现,及时排除,从)测试故障:在故障产生时,及时发现,及时排除,从而使仪器可靠地工作。而使仪器可靠地工作。问题问题3 3:故障诊断原理是什么?:故障诊断原理是什么?电路有无故障,其检测的响应信号是不同的,因此,被测电路有无故障,其检测的响应信号是不同的,因此,被测对象施加一定的检测信号,根据其输出信号的正常与否,对象施加一定的检测信号,根据其输
19、出信号的正常与否,判断仪器是否出现故障。判断仪器是否出现故障。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术1.故障检测与诊断的基本方法故障检测与诊断的基本方法(1 1)传统的故障诊断方法)传统的故障诊断方法 首先是利用各种物理的和化学的原理和手段,通过首先是利用各种物理的和化学的原理和手段,通过伴随故障出现的各种物理和化学现象,直接检测故伴随故障出现的各种物理和化学现象,直接检测故障。障。 其次,利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用其次,利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用、最成熟的方法。、最成熟的方法。(2 2) 故障的智能诊断方法故障的智能诊
20、断方法 人工智能(人工智能(Artificial IntelligenceArtificial Intelligence)的理论和方)的理论和方法用于故障诊断,已经成为智能仪器故障诊断的主法用于故障诊断,已经成为智能仪器故障诊断的主要方向。要方向。 专家系统(专家系统(Expert SystemExpert System)是实现人工智能的重要)是实现人工智能的重要形式,目前已广泛用于诊断、解释、设计、规划、形式,目前已广泛用于诊断、解释、设计、规划、决策等各个领域。决策等各个领域。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术1.故障检测与诊断的基本方
21、法故障检测与诊断的基本方法(1 1)传统的故障诊断方法)传统的故障诊断方法 首先是利用各种物理的和化学的原理和手段,通过首先是利用各种物理的和化学的原理和手段,通过伴随故障出现的各种物理和化学现象,直接检测故伴随故障出现的各种物理和化学现象,直接检测故障。障。 其次,利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用其次,利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用、最成熟的方法。、最成熟的方法。(2 2) 故障的智能诊断方法故障的智能诊断方法 人工智能(人工智能(Artificial IntelligenceArtificial Intelligence)的理论和方)的理论和方法用于故障诊断,已经成为智能仪器
22、故障诊断的主法用于故障诊断,已经成为智能仪器故障诊断的主要方向。要方向。 专家系统(专家系统(Expert SystemExpert System)是实现人工智能的重要)是实现人工智能的重要形式,目前已广泛用于诊断、解释、设计、规划、形式,目前已广泛用于诊断、解释、设计、规划、决策等各个领域。决策等各个领域。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术1.故障检测与诊断的基本方法故障检测与诊断的基本方法(3 3)故障诊断的数学方法)故障诊断的数学方法 可用于故障诊断的各种数学方法很多,包括基可用于故障诊断的各种数学方法很多,包括基于模型的诊断方法,基
23、于模式识别的诊断方法,基于模型的诊断方法,基于模式识别的诊断方法,基于概率统计的诊断方法,基于模糊数学的诊断方法于概率统计的诊断方法,基于模糊数学的诊断方法,基于可靠性分析和故障树分析的诊断方法,以及,基于可靠性分析和故障树分析的诊断方法,以及神经网络。小波变换、分形几何等新发展的数学分神经网络。小波变换、分形几何等新发展的数学分支在故障诊断中的应用等等。支在故障诊断中的应用等等。智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术7.2.2 7.2.2 故障检测与诊断原理故障检测与诊断原理1. 1. 故障分类故障分类(1 1)按故障存在的程度分类:)按故障
24、存在的程度分类: 暂时性故障;暂时性故障; 永永久性故障。久性故障。(2 2)按故障发生、发展进程分类:)按故障发生、发展进程分类: 突发性故障;突发性故障; 渐发性故障。渐发性故障。(3 3)按故障严重程度分类)按故障严重程度分类: :破坏性故障破坏性故障; ; 非破坏非破坏性故障。性故障。(4 4)按故障发生的原因分类:)按故障发生的原因分类: 外因故障;外因故障; 内因内因故障;故障;(5 5)按故障相关性分类:相关故障;)按故障相关性分类:相关故障; 非相关故非相关故障障智能仪器智能仪器第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术第七章智能仪器的自动校准与抗干扰技术 2 2 故障模型故障模型(
25、1 1)逻辑级的故障模型)逻辑级的故障模型 固定型故障模型;固定型故障模型; 元件短路或开路故障模型;元件短路或开路故障模型;线间桥接故障模型线间桥接故障模型(2 2)数据结构级的故障模型)数据结构级的故障模型独立差错;算术差错;单向差错;独立差错;算术差错;单向差错;b b邻接差邻接差(3 3)软件故障和软件差错)软件故障和软件差错非法转换;误转移死循环空间溢出数据执非法转换;误转移死循环空间溢出数据执行无理数据行无理数据(4 4)系统级的故障模型)系统级的故障模型 故障在系统级上表现为功能错误,即系统输出与系故障在系统级上表现为功能错误,即系统输出与系统设计说明(例如,真值表)的不一致。统
展开阅读全文
链接地址:https://www.163wenku.com/p-2039998.html