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测控技术应用实践复习提纲1.测控系统由哪几部分组成？测试系统，一般由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。2.传感器相关参数的含义及相互关系，例如量程、灵敏度、相对误差、线性度等（课件上传感器选择）高灵敏度、线性、抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)、容易调节(校准简易)选择性、安全性(传感器应是无污染的)、互换性、低成本高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长(耐用性)高响应速率、可重复性、抗老化、抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力，宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作温度范围3.模拟放大电路计算方法。例如加法放大、加法、积分、反向放大、同向放大电路原理图及相关电路计算公式4.滤波器相关参数及定义，例如：带通、带阻、高通、低通滤波器相关参数及应用范围，应用实例滤波器的主要参数：通带增益A0:输出电压与输入电压之比。截至频率fp：没有谐振峰时，增益下降到最大值的0.707倍时的频率；有谐振峰时，幅频特性从峰值回到起始值时的频率。谐振频率是滤波器自身的固有频率。频带宽度BW：允许信号通过的频率段。品质因数Q：谐振频率与带宽之比。阻尼系数ξ：品质因数倒数的一半，ξ=w0/△w。式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB带宽，w0为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率相等。5.掌握计量、测量、检测、测试的定义与相互之间的区别计量:实现单位统一、量值准确可靠的活动检测:用指定的方法检验测试某种物体气体、液体、固体指定的技术性能指标测量：用仪器或量具测定空间、时间、温度、速度、功能、地面的形状高低和零件的尺寸、角度等一项定值的操作测试：检测试验或者测量试验6.交流电机、步进电机、直流电机、伺服电机的基本原理及选型方法。交流电动机：通常有两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。一、三相异步电动机的旋转原理三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场,磁生电。二、单相交流电动机的旋转原理单相交流电动机只有一个绕组。当单相正弦电流通过定子绕组时，电动机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。直流电机：固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生洛伦磁力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦磁力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。步进电机：步进电机伺服系统是典型的开环控制系统，在此系统中，步进电机受驱动线路控制，将进给脉冲序列转换成为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。进给脉冲的频率代表了驱动速度，脉冲的数量代表了位移量，而运动方向是由步进电机的各相通电顺序来决定，并且保持电机各相通电状态就能使电机自锁。但由于该系统没有反馈检测环节，其精度主要由步进电机来决定，速度也受到步进电机性能的限制2.7执行机构与驱动电路伺服电机：内部的转子是永磁铁，伺服放大器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的分辨率。7.香农采样定理为了不失真地恢复模拟信号，采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍:Fs≥2Fmax.采样率的提高，要求转换电路必须具有更快的转换速度。8.RD32通讯的基本原理（参考单片机教材）RS-232被定义为一种在低速率、近距离串行通讯的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。RS-232的电气标准电平为逻辑“0”时：+3V～+15V，电平为逻辑“1”时：-3V～-15V；未定义区：－3V～＋3V。在此区域内的信号处理将由通讯接口的RS-232收发器决定。9.直流电机H桥控制基本原理（原理图及工作原理）这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示，全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，A、D为一组，C、D为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当A、D导通时，C、D关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当C、D导通时，A、D关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。10.单片机实现延时一般有几种方法，比较它们之间的优缺点（参考单片机教材）1.空循环（nopforwhile等语句），浪费CPU资源2.定时器，优点：定时精确，一般芯片上的定时器2~3个，定时器复用比较好11.AD转换相关参数（转换速度、精度、位数）及它们之间的关系15A/D转换精确度2.6模拟数字转换电路类别分辨力线性误差低精度A/D转换器小于8位小于0.1%中精度A/D转换器9-12位小于0.01%高精度A/D转换器13-16位小于0.001%超高精度A/D转换器大于16位小于0.0001%16A/D转换速度与应用2.6模拟数字转换电路类别时间频率应用低速小于1ms小于1KHz工业电子控制、数字电压表、万用表、电子秤、温度计等中速1ms-10μs9-12位工业控制系统、实验系统、智能化仪器高速10-1μs13-16位通信系统、高频信号测试系统、高速测量系统超高速小于1μs大于16位音视频处理、气象数据分析处理、数字信号处理瞬态分析12.简述单片机测控系统研制的一般过程，及其软件研制的一般过程单片机应用系统的设计一般步骤，可以分为任务确定，总体设计、硬件设计(重中之重)、软件设计、可靠性设计(包括软件和硬件方面)、保密设计(你不想产品一面世就被破解吧)、软硬件调试和产品化过程等几个阶段软件设计过程：确定算法与数据结构，程序模块划分，绘制程序流程图程序，程序编写与仿真调试。13.根据测控系统原理，画出测控系统框图，并结合综合实验（基于红外线传感器的洗手液机系统设计），画出综合实验的系统框图。14.数字信号处理器系统与模拟信号处理器比较有什么特点。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。15.直流电源的4个基本组成部分分别是什么？，并简述各个组成部分的作用。直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。稳压电源各部分电路的作用:电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。整流电路：利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。滤波电路：利用储能元件（电感或电容）把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。稳压电路：利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。16.掌握以下定义：压电效应、内光电效应、差模信号、输入失调电流(IOS)、单位增益带宽(BW)、增益带宽积(GBW)、运放输出阻抗(ZO)、运放的转换速率/压摆率(SR)、运放输入失调电压(VOS)压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用产生变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面产生电荷。当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为压电效应。内光电效应:光电效应的一种，主要由于光量子作用，引发物质电化学性质变化（比如电阻率改变，这是与外光电效应的区别，外光电效应则是逸出电子）。差模信号:两个大小相等、极性相反的一对信号称为差模信号。输入失调电流(IOS):指流入两个输入端的电流之差。单位增益带宽(BW):指开环增益大于1时运算放大器的最大工作频率。增益带宽积(GBW):在指定频率下,开环增益与带宽的乘积。运放输出阻抗(ZO):主要由RO决定,对于该放大器的单位增益带宽而言是常数。运放的转换速率/压摆率(SR):运算放大器输出电压的转换速率,单位有通常有V/s,V/ms运放输入失调电压(VOS)：如果运放两个输入端上的电压均为0V，则输出端电压也应该等于0V。但事实上，输出端总有一些电压，该电压称为失调电压VOS。单片机传感器输入接口，（盖子是否打开，清零，复位，工作方式转换:电机转一圈或两圈）电机驱动电机（12V，0.4A）电源（12V）显示（最大次数为999）电压检测（电压低于6V时报警）