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第二章计算机测控系统组成及类型2.1 计算机测控系统的组成及特点计算机测控系统是应用计算机来实现生产过程的测试、控制的系统。
其组成框图如图2-1所示。
操作人员微机测控系统图2-1 计算机测控系统的组成主机是计算机的测控系统的中心。
主机由的系统板上装有微处理器、内存贮器和一些支持元件组成。
外部设备是计算机专用的输入输出设备。
主要有：键盘、打印机、视频显示器、外存贮器（软盘、硬盘、磁带、可读写光盘等）。
外部设备起人机联系的作用，通过它人工才能了解和干预生产过程。
计算机是由主机和外部设备组成。
外围设备计算机测控系统中生产过程信号输入输出通道。
输入通道包括模拟量输入、开关量输入和脉冲量输入通道。
输出通道包括模拟量输出、数字量输出、脉冲量输出、报警通道和时钟通道。
由计算机和外围设备组成了工业控制机。
生产过程的各种参数，如温度、压力、流量、位移、成分等，通过传感器的测量输给外围设备的输入通道。
控制部件则通过接收外围设备的输出通道的信号来控制生产过程。
用工业控制机对生产过程进行测控就组成了计算机测控系统。
主机、外部、外围和测控仪器仪表，是计算机测控系统的硬件部分。
除硬件部分之外，还必须配备相应的软件。
计算机测控系统的软件可分系统软件和应用软件。
系统软件是计算机本身的操作系统和监控程序，它有一定的通用性，由计算机生产厂家提供。
应用软件是实现生产过程测控的应用程序，也称用户程序，它具有专用性，由用户根据具体需要编制。
由常规测控仪器仪表构成的模拟测控系统，虽具有可靠性高、成本低、易于维护操作的优点，但是它难以实现多变量测控、复杂控制规律的控制，如最优控制，自适应控制，时变控制；模拟控制屏越来越长，难以实现集中控制；各分子系统之间不便于进行通讯联系，难以实现多级控制；控制方案的修改比较麻烦。
计算机测控系统则能很好地解决上述问题。
计算机测控系统不仅能完成模拟测控系统的所有功能，而且还具有如下优点：（1）测控的速度和精度高；（2）由于计算机具有分时操作功能，所以一台计算机可以代替多台常规测控装置；（3）由于计算机具有记忆和逻辑判断功能，所以能够综合生产过程各方面的情况，在工艺参数变化时能及时地作出判断，选择最优控制。
一、概述随着科技的不断发展，检测系统在工业生产和科学研究中扮演着越来越重要的角色。
检测系统由多个部件组成，每个部件都有其特定的作用，只有各个部件协同工作，才能确保检测系统的正常运转。
本文将就检测系统的组成及各部件的作用进行简要分析和阐述，以期帮助读者更好地了解检测系统。
二、检测系统的组成及各部件的作用1. 传感器传感器是检测系统中最核心的部件之一，其作用是将被测量的物理量转换成可读的电信号。
传感器根据测量的物理量不同可以分为温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
传感器的种类繁多，选用合适的传感器对检测系统的精度和稳定性有着至关重要的影响。
2. 信号处理器信号处理器是将传感器采集到的电信号进行处理的部件，其作用是对传感器采集到的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以便将其转换为可供分析的信号。
信号处理器的质量将直接影响检测系统的测量精度和稳定性。
3. 控制器控制器是检测系统中的另一个重要部件，其作用是根据测量信号和预设参数对被测量对象进行控制。
控制器可以根据具体的应用场景选择不同的控制算法，如PID控制算法、模糊控制算法等，以实现对被测量对象的精确控制。
4. 数据采集器数据采集器是将传感器采集到的信号转换成数字信号，并存储在计算机中，以便后续的数据分析和处理。
数据采集器的性能直接影响了检测系统对信号的采集速度和精度。
5. 软件系统软件系统是检测系统中不可或缺的一部分，其作用是对采集到的数据进行实时监测、分析和处理。
软件系统可以根据具体的需求定制开发，以满足不同应用场景的需求。
6. 显示器显示器是将经软件系统处理后的数据进行可视化显示的部件，其作用是让操作人员直观地了解被测量对象的状态和参数。
显示器的性能将直接影响操作人员对检测系统的使用体验。
7. 联网模块联网模块是检测系统中的辅助部件，其作用是将检测系统与其他设备或互联网连接起来，以实现远程监控和数据共享的功能。
联网模块的稳定性和安全性是保证检测系统正常运行的重要保障。
第1章计算机测控系统概述习题与思考题1．针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？2．以定位减速和工件加工为例，叙述定位减速控制系统和自动磨削控制系统的工作原理。
3．闭环控制与开环控制有什么不同？自动控制系统中一般采用什么控制方式？4．对计算机测控系统有那些基本要求？5．什么是实时计算机系统？在计算机控制系统中实时性体现在哪几个方面？6．什么是计算机控制系统中的实时作业？实时任务？有哪些实时任务？实时任务的驱动方式及控制结构有哪几种类型？7．按应用领域，计算机控制系统可分为哪几种？按设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？各有什么特点？8．什么是智能控制？有哪几种形式的智能控制系统？9．计算机控制系统各环节软硬件的发展趋势是什么？10．通过查阅文献，了解计算机控制技术的最新进展。
列举新出现的计算机控制技术。
解答（部分）1．针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？为适应不同行业、不同被控对象的需求，自动化装置厂家制造出多种独立于生产过程的计算机控制装置。
归纳起来，有可编程控制器、可编程调节器、总线式工控机、单片微型计算机1）可编程控制器可编程逻辑控制器，简称可编程控制器，是计算机技术与继电逻辑控制概念相结合的产物，其低端为常规继电逻辑控制的替代装置，而高端为一种高性能的工业控制计算机。
它主要由CPU、存储器、输入组件、输出组件、电源及编程器等组成。
PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设定。
它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备，都按易于与工业控制系统联成一整体、易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有系统构成灵活、扩展容易、编程简单、调试容易、抗干扰能力强的优点，不仅在顺序程序控制领域中具有优势，而且在运动控制、过程控制、网络通信领域方面也毫不逊色。
计算机检测系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解计算机检测系统的基本原理和功能；2. 掌握计算机检测系统中传感器、数据采集、信号处理等基本环节；3. 了解计算机检测系统在现实生活中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的计算机检测系统；2. 学会使用相关软件对检测系统进行数据采集、处理和分析；3. 培养动手操作能力，能够组装和调试基本的计算机检测系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机检测技术的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力；3. 培养学生严谨的科学态度，提高对实验结果的客观评价能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生在本年级已具备一定的计算机基础知识和技能，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践操作能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题解决，达到学以致用的目的。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，提高综合素质。
二、教学内容1. 计算机检测系统基本原理：传感器原理、数据采集与转换、信号处理技术等；教材章节：第一章 计算机检测系统概述2. 计算机检测系统硬件组成：传感器、数据采集卡、信号调理电路等；教材章节：第二章 计算机检测系统硬件组成3. 数据采集与处理软件：介绍常见的数据采集与处理软件，如LabVIEW、MATLAB等；教材章节：第三章 数据采集与处理软件4. 计算机检测系统设计实例：分析典型的计算机检测系统案例，如温度检测、压力检测等；教材章节：第四章 计算机检测系统设计实例5. 实践操作：设计简单的计算机检测系统，进行数据采集、处理和分析；教材章节：第五章 实践操作6. 计算机检测系统应用领域：介绍计算机检测系统在工业、医疗、环境等领域的应用；教材章节：第六章 计算机检测系统应用领域教学内容安排与进度：第一周：计算机检测系统基本原理第二周：计算机检测系统硬件组成第三周：数据采集与处理软件第四周：计算机检测系统设计实例第五周：实践操作第六周：计算机检测系统应用领域三、教学方法针对本课程的内容特点和学生实际情况，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
