數(shù)據(jù)采集與處理技術

內(nèi)容概要

本書從工程應用角度出發(fā)，堅持理論聯(lián)系實際，學以致用，以工程實戰(zhàn)解決實際應用中的各種問題。全書分為8章，包括：數(shù)據(jù)采集與處理的技術概念，采集系統(tǒng)常用傳感器，信號采集與信號調(diào)理技術，數(shù)據(jù)采集常用電路，計算機接口與數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾技術，使用LabVIEW進行數(shù)據(jù)采集與分析，使用MCGS組態(tài)軟件進行數(shù)據(jù)采集與分析。第4、5、7、8章分別介紹了實際工程項目的應用，使讀者能夠?qū)Ρ菊n程的主要內(nèi)容有條理、有針對性地學習，能正確、合理地進行數(shù)據(jù)采集與處理。    本書可作為高等職業(yè)學校應用電子技術、電子信息技術、機電一體化技術、自動化技術、電氣運行與控制技術、自動測試技術、儀器儀表技術、自動化技術等專業(yè)的教材，也可供相關專業(yè)T程技術人員參考。

書籍目錄

第1章  數(shù)據(jù)采集與處理技術的概念  1.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能  1.2  數(shù)據(jù)處理的類型和任務    1.2.1  數(shù)據(jù)處理的類型    1.2.2  數(shù)據(jù)處理的任務  1.3  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類    1.3.1  一般計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（DAS）的組成    1.3.2  直接數(shù)字控制型數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（DDC）的組成    1.3.3  集散型數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（DCS）及其主要特點  1.4  組態(tài)軟件及其控制技術在數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中的應用簡介  1.5  虛擬儀器軟件LabVIEW在數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)中的應用簡介  習題第2章采集系統(tǒng)常用傳感器  2.1　傳感器的定義與組成  2.2　傳感器的分類與特點    2.2.1　按被測物理量分類    2.2.2　按敏感材料分類    2.2.3　按能量的關系分類    2.2.4　其他分類法  2.3  電阻應變式傳感器原理    2.3.1  電阻應變式傳感器    2.3.2  電阻應變式傳感器的應用實例——汽車衡稱重系統(tǒng)  2.4　熱電偶傳感器原理  2.5　電感式傳感器    2.5.1　電感式傳感器概述    2.5.2　自感式電感傳感器    2.5.3　差動變壓器式傳感器    2.5.4　變壓器式傳感器測量轉換電路    2.5.5  自感式傳感器應用實例  2.6　電容式傳感器    2.6.1  電容式傳感器工作原理    2.6.2　電容傳感器應用實例  2.7　壓電傳感器    2.7.1　壓電效應和壓電傳感器    2.7.2　壓電轉換電路的工作原理    2.7.3　壓電傳感器應用實例  2.8  霍爾傳感器    2.8.1  霍爾元件的結構及工作原理    2.8.2  霍爾傳感器及其應用  2.9  光電傳感器    2.9.1  光電效應    2.9.2  光電池    2.9.3  光敏二極管和光敏三極管    2.9.4  光電傳感器應用實例  習題第3章  信號采集與信號調(diào)理技術  3.1  采樣定理  3.2  A/D（模，數(shù)）轉換    3.2.1  逐次比較型A/D轉換器    3.2.2  并行比較型A/D轉換器（3位）    3.2.3  A/D（模/數(shù)）轉換的作用及需注意的問題  3.3  D/A（數(shù)/模）轉換    3.3.1  D/A（數(shù)/模）轉換電路    3.3.2  D/A（數(shù)/模）轉換的應用  3.4  D/A和A/D板卡的選擇和應用領域  3.5  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計    3.5.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構形式的確定    3.5.2  系統(tǒng)參數(shù)設計和器件選擇    3.5.3  高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)  習題第4章  數(shù)據(jù)采集常用電路  4.1  模擬多路開關    4.1.1  常用模擬多路開關的工作原理及主要技術指標    4.1.2  模擬多路開關的應用  4.2  測量放大器    4.2.1  集成測量放大器主要技術指標    4.2.2  集成測量放大器芯片AD522的應用    4.2.3  程控增益放大器  4.3  濾波器    4.3.1  RC無源與有源濾波器    4.3.2  濾波器的應用  4.4  USB7336多功能數(shù)據(jù)采集模塊  4.5  PCI5413D光電隔離模入接口卡  習題第5章  計算機接口與數(shù)據(jù)采集  5.1  接口的功能特點及數(shù)據(jù)傳送方式    5.1.1  數(shù)據(jù)傳送方式  5.2  數(shù)據(jù)采集的串行通信接口技術    串行通信方式  5.3  常用異步串行通信接口    5.3.1  RS-232接口    5.3.2  RS-422A、RS-423A接口電路    5.3.3  20mA電流環(huán)路串行接口  5.4  PC機和單片機之間的通信  5.5  A/D、D/A轉換器及接口    5.5.1  AD574    5.5.2  單片機與12位D/A轉換器DACl208的接口  5.6  單片機數(shù)據(jù)采集在中央供暖系統(tǒng)中的應用  5.7  單片機溫度數(shù)據(jù)采集與處理方法的工程設計  5.8  可編程控制器PLC模擬量處理模塊    5.8.1  I/O模塊的選擇    5.8.2  PLC與常用輸入設備的連接    5.8.3  模擬量處理模塊    5.8.4  普通A/D輸入模塊    5.8.5  PLC的A/D和D/A模塊介紹    5.8.6  溫度A/D輸入模塊  習題第6章  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾技術  6.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中常見的干擾  6.2  串、共?？垢蓴_措施    6.2.1  串模干擾及抑制    6.2.2  共模干擾及抑制  6.3  硬件抗干擾措施  6.4  電源系統(tǒng)的抗干擾  6.5  接地系統(tǒng)的抗干擾  6.6  屏蔽技術  6.7  噪聲與干擾抑制    6.7.1  噪聲的耦合方式及有源器件的選擇原則    6.7.2  抑制噪聲源    6.7.3  減少噪聲的耦合與接收  6.8  軟件抗干擾技術  6.9  抗干擾應用  習題第7章  使用LabVIEW進行數(shù)據(jù)采集與分析  7.1  LabVIEW虛擬儀器簡介    7.1.1  LabVIEW的功能與特點    7.1.2  虛擬儀器軟件開發(fā)工具LabVIEW介紹  7.2  LabVIEW的數(shù)據(jù)采集    7.2.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構成    7.2.2  信號調(diào)理  7.3  LabVIEW的VI編輯    7.3.1  創(chuàng)建一個VI    7.3.2  仿真信號Express VI    7.3.3  連接程序框圖對象    7.3.4  調(diào)整信號    7.3.5  配置公式    7.3.6  在圖形上顯示兩個信號    7.3.7  自定義旋鈕控件    7.3.8  自定義波形圖顯示控件外觀    7.3.9  基于模板創(chuàng)建VI    7.3.10  添加信號    7.3.11  配置濾波器Express VI    7.3.12  分析信號幅值    7.3.13  控制執(zhí)行速度    7.3.14  設定警告界限    7.3.15  設置警告提示    7.3.16  保存數(shù)據(jù)到文件  7.4  采集數(shù)據(jù)并與儀器通信    7.4.1  采集信號    7.4.2  測試任務    7.4.3  將DAQ設備采集的數(shù)據(jù)繪制到圖形  7.5  查找和安裝儀器驅(qū)動    7.5.1  通過儀器I/O助手選擇儀器    7.5.2  采集并解析儀器信息  7.6  MAX配置  7.7  快速開發(fā)工具：DAQ助手（DAQ Assistant）    7.7.1  使用DAQmx進行數(shù)據(jù)采集    7.7.2  使用DAQmx寫VI  7.8  項目工程設計    7.8.1  基于LabVIEW計數(shù)信號采集與控制平臺    7.8.2  NI實現(xiàn)正弦波的濾波處理    7.8.3  兩個波形合成顯示    習題第8章  使用MCGS組態(tài)軟件進行數(shù)據(jù)采集與分析  8.1  什么是MCGS組態(tài)軟件  8.2  MCGS組態(tài)軟件的安裝  8.3  MCGS組態(tài)軟件簡介  8.4  MCGS組態(tài)軟件的工作方式  8.5  MCGS項目工程實戰(zhàn)    8.5.1  MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)廢品檢測自動控制    8.5.2  基于工控軟件的汽車電子控制可視化教學系統(tǒng)    8.5.3  基于MCGS軟硬件結合的水位控制系統(tǒng)    8.5.4  基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)  習題

章節(jié)摘錄

第1章　數(shù)據(jù)采集與處理技術的概念1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能“數(shù)據(jù)采集”是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集轉換成數(shù)字量后，再由計算機進行存儲、處理、顯示或打印的過程。相應的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從嚴格意義上說，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應該是用計算機控制的多路數(shù)據(jù)自動檢測或巡回檢測，并且能夠?qū)?shù)據(jù)實行存儲、處理、分析計算，以及從檢測的數(shù)據(jù)中提取可用的信息，供顯示、記錄、打印或描繪的系統(tǒng)?？傊徽撛谀膫€應用領域中，數(shù)據(jù)的采集與處理越及時，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟效益就越大。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務，具體地說，就是傳感器從被測對象獲取有用信息，并將其輸出信號轉換為計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機進行相應的處理，得出所需的數(shù)據(jù)。同時，將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示、儲存或打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分數(shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計算機控制系統(tǒng)用來進行某些物理量的控制。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)輸入通道、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出及顯示這五個部分組成。輸入通道要實現(xiàn)對被測對象的檢測、采樣和信號轉換等工作。數(shù)據(jù)存儲與管理要用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，建立相應的數(shù)據(jù)庫，并進行管理和調(diào)用。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除干擾噪聲、無關信息和不必要的信息，提取出反映被測對象特征的重要信息。另外，就是對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便于檢索；或者把數(shù)據(jù)恢復成原來的物理量形式，以可輸出的形態(tài)在輸出設備上輸出，如打印、顯示、繪圖等。數(shù)據(jù)輸出及顯示就是把數(shù)據(jù)以適當?shù)男问竭M行輸出和顯示。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的好壞，主要取決于它的精度和速度。在保證精度的條件下，應有盡可能高的采樣速度，以滿足實時采集、實時處理和實時控制的要求，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務可知，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下幾方面的功能。1.數(shù)據(jù)采集計算機按照預先選定的采樣周期，對輸入到系統(tǒng)的模擬信號進行采樣，有時還要對數(shù)字信號、開關信號進行采樣。數(shù)字信號和開關信號不受采樣周期的限制，當這類信號到來時，由相應的程序負責處理。

編輯推薦

《數(shù)據(jù)采集與處理技術》可作為高等職業(yè)學校應用電子技術、電子信息技術、機電一體化技術、自動化技術、電氣運行與控制技術、自動測試技術、儀器儀表技術、自動化技術等專業(yè)的教材，也可供相關專業(yè)T程技術人員參考。近年來，數(shù)據(jù)采集與處理的新技術、新方法，直接或間接地引發(fā)其革新和變化，實時監(jiān)控(遠程監(jiān)控)與仿真技術(包括傳感器、數(shù)據(jù)采集、微機芯片數(shù)據(jù)、可編程控制器PLC、現(xiàn)場總線處理、流程控制、曲線與動畫顯示、自動故障診斷與報表輸出等)把數(shù)據(jù)采集與處理技術提高到一個嶄新的水平。本書從工程應用角度出發(fā)，堅持理論聯(lián)系實際，學以致用，以工程實戰(zhàn)解決實際應用中的各種問題。

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