检测系统设计的主要任务:根据使用要求合理选用传感器,并设计或选用相应的信号检测与处理电路以构成检测系统,对检测系统进行分析与调试,使之在机电一体化产品中实现预期的计测功能。
检测系统设计的主要方法是实验分析法,即理论分析和计算与实验测试相结合的方法。由于检测系统中所用到的传感器及各种电子元器件的物理或化学性能的复现性和复制性,往往难于保证实际设计出的系统的性能与理论分析和计算结果的一致性,而且检测系统在工作中会受到来自周围环境的各种各样的干扰,这些干扰是很难通过理论分析和计算而预先确定的,因而必须通过实验测试为理论分析提供依据,并对所设计的检测系统进行修正,以满足其性能指标要求。 检测系统设计的一般步骤如下: (1)设计任务分 析在具体设计开始之前,必须对设计任务进行充分的了解和分析,其中包括对机电一体化产品整体功能、性能和应用场合的了解,以及产品对检测系统具体性能要求的分析,如对被测量及其变化范围、检测精度、信号输出形式、系统安装条件等的分析。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 (2)系统方案 选择系统方案选择包括传感器及信号加工、处理方法的选择。对应于同一个设计任务,往往存在多种不同的实现方案,如可以选用不同的传感器,因而有不同的信号加工、处理方法,即使选用同样的传感器,也可以选用不同的信号加工、处理方法。因此,这一步应在大量调查研究的基础上,进行充分的方案论证,甚至做一些必要的原理性模拟试验,以保证所选定的方案是最佳的或较佳的方案。 (3)系统构成框图设计 当方案选定之后,就要对系统构成框图进行设计,并同时确定对各构成环节的要求,如变换特性、参数指标等。 (4)环节设计与制造 环节设计与制造依据所选定方案进行。各环节结构应尽量选用现有的各种功能电路甚至集成电路芯片,当不完全满足要求时,可进行适当的参数修改或补充设计。各环节电路制作完成后,应进行必要的调试,以达到设计指标要求。 (5)总装调试及实验分析 各环节分别制造、调试完成后,进行总装,构成所需要的检测系统,并进行整体调试。通过调试如发现问题,应及时进行分析和解决。 (6)系统运行及考核检测 系统最终要纳入到机电一体化产品中与其它系统统一、协调地运行,因此其性能还要在整个产品的运行过程中进行考核,并考虑与其它系统的匹配关系进行修改和完善。 本文来自www.eadianqi.com 上述仅是检测系统设计的一般方法及步骤,实际的设计过程是很复杂的,涉及到较深的传感器、电路及信息处理方面的理论知识,而且往往要经过多次反复才能完成。本章不可能对检测系统设计过程中所用到的全部理论和方法进行系统、详细的介绍,因而仅在已有传感器知识的基础上,介绍一些机电一体化设计中经常用到的模拟式和数字式传感器信息的检测和处理方法及功能电路,以及信息的计算机采集和预处理方法。 |