摘要 本文詳細地論述了微機自動檢測系統(tǒng)(簡稱MADM)的典型結(jié)構(gòu)、各部分的功能和作用,以及系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。提出了微機自動檢測系統(tǒng)設(shè)計所涉及的核心技術(shù)和相關(guān)技術(shù),對微機自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用具有參考作用。
關(guān)鍵詞 微機自動檢測 自動檢測 檢測技術(shù)
1 前言
檢測問題廣泛存在于各個領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,隨著人類生活水平、生產(chǎn)力水平的提高,檢測問題越來越多,對檢測提出的要求也越來越高:要求能更快、更準(zhǔn)、更靈敏、更可靠地完成檢測任務(wù);要求能實現(xiàn)自動化檢測;要求研制出更多更好的、智能化的、多功能化的、數(shù)字化的、集成化的、微型/小型化的儀器儀表或檢測系統(tǒng)。此外,由于檢測領(lǐng)域的不斷擴大,檢測的參數(shù)范圍不斷延伸,部分參數(shù)本來就難于檢測,且許多情況下需要檢測的參數(shù)又與其它背景物理量摻雜在一起,此時必須使用復(fù)雜的儀器儀表或檢測系統(tǒng),才能完成檢測任務(wù)。自動檢測技術(shù)作為自動化科學(xué)的一個重要分支,作為專門研究檢測問題的一門實用型、綜合型的新興邊沿學(xué)科已經(jīng)形成。而微機自動檢測(Microcomputer automatic-detection and measurement,簡稱MADM)是自動檢測技術(shù)及系統(tǒng)發(fā)展的高級形式!拔C自動檢測”就是使用微機及相關(guān)設(shè)備來實現(xiàn)自動檢測儀器、自動檢測系統(tǒng)的技術(shù)。本文就微機自動檢測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),系統(tǒng)軟件設(shè)計等有關(guān)問題進行詳細討論。
2 微機自動檢測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
對智能儀器儀表、個人儀器、自動測試儀器及系統(tǒng)、計算機輔助測試系統(tǒng)(CAT)等等典型儀器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特點深入分析,發(fā)現(xiàn)它們都屬于檢測技術(shù)的分支領(lǐng)域,其技術(shù)特點、功能、結(jié)構(gòu)具有相似性,都屬于微機(包括各種單片微機、微處理器、個人計算機、工控機等等)在這些分支領(lǐng)域的不同應(yīng)用形式,它們的設(shè)計技術(shù)也具有很大的相似性。為此,抽象出微機在自動檢測技術(shù)及系統(tǒng)中應(yīng)用的典型結(jié)構(gòu)形式,稱為“微機自動檢測系統(tǒng)”,相應(yīng)的技術(shù)稱為“微機自動檢測技術(shù)”。
2.1 微機自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
微機自動檢測系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個系統(tǒng)由下列子系統(tǒng)組成:
微機基本子系統(tǒng)(包括CPU、RAM、ROM或EPROM、EEPROM等)
數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)及接口
數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)及接口
數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)及接口
基本輸入輸出(I/O)子系統(tǒng)及接口
圖1 微機自動檢測系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)
2.2 微機自動檢測系統(tǒng)各子系統(tǒng)的基本功能
微機基本子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心,對整個系統(tǒng)起監(jiān)督、管理、控制作用,例如進行復(fù)雜的信號處理、控制決策、產(chǎn)生特殊的測試信號,控制整個檢測過程等等。此外,利用微機強大的信息處理能力和高速運算能力,實現(xiàn)命令識別,邏輯判斷、非線性誤差修正,系統(tǒng)動態(tài)特性的自校正,系統(tǒng)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自診斷、自組織等功能。
數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)及接口,用于和傳感器、檢測元件、變送器聯(lián)接,實現(xiàn)參數(shù)采集、選路控制、零點校正、量程自動切換等功能。在各式各樣的微機自動檢測系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)采集是必不可少的,被測對象的有關(guān)參數(shù)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)收集、整理后,經(jīng)它的接口傳送到微機子系統(tǒng)處理。
基本I/O子系統(tǒng)及接口,用于實現(xiàn)人-機對話、輸入或改系統(tǒng)參數(shù)、改變系統(tǒng)工作狀態(tài),輸出檢測結(jié)果、動態(tài)顯示測控過程,實現(xiàn)以多種形式輸出、顯示、記錄、報警等功能。