1、測控系統總體設計技術測控系統總體設計技術 測控系統總體設計是一個戰略性測控系統總體設計是一個戰略性的工作，它的優劣直接影響到測控系的工作，它的優劣直接影響到測控系統和儀器的性能和使用，總體設計不統和儀器的性能和使用，總體設計不合理可能制造出后不久就被淘汰，缺合理可能制造出后不久就被淘汰，缺乏競爭力，所以總體設計是創造性的乏競爭力，所以總體設計是創造性的工作，特別是現代測控系統，是光、工作，特別是現代測控系統，是光、電、機、液、氣、計算機技術的綜合。電、機、液、氣、計算機技術的綜合。測控系統總體設計概述測控系統總體設計概述n設計方法概述設計方法概述 傳統工程設計中，將設計過程劃分為：方傳統工程設

2、計中，將設計過程劃分為：方案設計、技術設計和工藝設計。案設計、技術設計和工藝設計。 現代工程設計中，將設計過程劃分為：產現代工程設計中，將設計過程劃分為：產品規劃、制造、檢測、試驗、營銷、運行、品規劃、制造、檢測、試驗、營銷、運行、維護、報廢、回收等全過程的全方位設計。維護、報廢、回收等全過程的全方位設計。 從設計的過程和方法看，特點如下：從設計的過程和方法看，特點如下：（1）設計是一種工程活動）設計是一種工程活動（2）設計是一種創造性的智力活動）設計是一種創造性的智力活動（3）設計是一個綜合、決策、迭代、）設計是一個綜合、決策、迭代、尋優的過程尋優的過程 從設計任務的要求來劃分，通常有三從設

3、計任務的要求來劃分，通常有三種不同類型的設計：種不同類型的設計：（1）開發性設計）開發性設計（2）適應性設計）適應性設計（3）變型設計）變型設計n測控系統設計過程的劃分測控系統設計過程的劃分 1、根據工作對象的性質來劃分、根據工作對象的性質來劃分（1）行為描述和設計（功能描述）行為描述和設計（功能描述）（2）結構描述和設計（行為映射為結構模塊）結構描述和設計（行為映射為結構模塊）（3）物理描述和設計（結構映射為物理實現）物理描述和設計（結構映射為物理實現） 2、根據工作特點來劃分、根據工作特點來劃分（1）分析設計任務）分析設計任務（2）總體設計）總體設計（3）在專家評審的基礎上優化總體設計）在

4、專家評審的基礎上優化總體設計（4）詳細技術設計）詳細技術設計（5）組裝調試樣機）組裝調試樣機（6）修改優化設計）修改優化設計（7）整理歸檔）整理歸檔n總體設計及其內容總體設計及其內容 包括設計任務分析、功能的規劃、技術指包括設計任務分析、功能的規劃、技術指標、經濟指標、可靠性指標的確定，工作標、經濟指標、可靠性指標的確定，工作原理、測量方案的選擇，結構布局造型設原理、測量方案的選擇，結構布局造型設計，模塊劃分與相互接口設計、人機界面計，模塊劃分與相互接口設計、人機界面設計，供電與功耗設計，電磁兼容設計以設計，供電與功耗設計，電磁兼容設計以及通信與對外接口設計等內容。及通信與對外接口設計等內容。

5、測控系統設計需求分析測控系統設計需求分析“需求需求”是用戶想要的非形式化的描述，用是用戶想要的非形式化的描述，用戶的需求分功能性需求和非功能性需求兩種。戶的需求分功能性需求和非功能性需求兩種。功能性需求說明了要設計的系統必須能做什功能性需求說明了要設計的系統必須能做什么，例如測量某物理量的量值；非功能性需么，例如測量某物理量的量值；非功能性需求是指設計系統的技術指標，包括測量量程、求是指設計系統的技術指標，包括測量量程、準確度、物理尺寸、重量、價格、功耗、設準確度、物理尺寸、重量、價格、功耗、設計進度、可靠性等。計進度、可靠性等。n設計任務分析設計任務分析1、對設計任務的要求、對設計任務的要求

6、（1）正確性）正確性（2）無二義性）無二義性（3）完整性）完整性（4）可檢驗性）可檢驗性（5）一致性）一致性（6）可修改性）可修改性（7）可溯源性）可溯源性n設計任務分析設計任務分析2、設計任務分析的內容、設計任務分析的內容（1）了解儀器的功能用途）了解儀器的功能用途（2）了解被測控參數的特點）了解被測控參數的特點（3）了解被測控參數載體的特點）了解被測控參數載體的特點（4）了解儀器的使用條件和環境）了解儀器的使用條件和環境（5）了解國內外同類產品）了解國內外同類產品（6）應考慮設計的其他影響因素）應考慮設計的其他影響因素（7）了解國內外的加工工藝水平以及關鍵元）了解國內外的加工工藝水平以及關

7、鍵元器件的生產銷售情況器件的生產銷售情況n功能規劃和指標確定功能規劃和指標確定n調試儀器儀表的組成及使用調試儀器儀表的組成及使用 電子測量儀器總體分為專用儀器和通用儀電子測量儀器總體分為專用儀器和通用儀器兩大類。器兩大類。 專用儀器為一個或幾個產品而設計，可檢專用儀器為一個或幾個產品而設計，可檢測該測該 產品的一項或多項參數，例如電視信產品的一項或多項參數，例如電視信號發生器、電冰箱性能測試儀等。號發生器、電冰箱性能測試儀等。 通用儀器為一項或多項電參數的測試而設通用儀器為一項或多項電參數的測試而設計，可檢測多種產品的電參數，例如示波計，可檢測多種產品的電參數，例如示波器、函數發生器等。器、函

8、數發生器等。 對通用儀器，一般按功能又可細分為以下對通用儀器，一般按功能又可細分為以下幾類幾類： 信號產生器信號產生器 電壓表及萬用表電壓表及萬用表 信號分析儀器信號分析儀器 頻率時間相位測量儀器頻率時間相位測量儀器 元器件測試儀元器件測試儀 電路特性測試儀電路特性測試儀 其他儀器，用于和上述儀器配合使用的輔其他儀器，用于和上述儀器配合使用的輔助儀器助儀器各種測試儀器按顯示特性各種測試儀器按顯示特性可分為以下三類：可分為以下三類： 模擬式模擬式 數字式數字式 屏幕顯示屏幕顯示n在在調試調試（調調整、測整、測試試）流水作業線上，每）流水作業線上，每個調試工序（位）所需的儀器儀表，調試個調試工序（

9、位）所需的儀器儀表，調試工藝文件中都要明確的規定。操作者必須工藝文件中都要明確的規定。操作者必須按連接示意圖正確接線，然后按調試工藝按連接示意圖正確接線，然后按調試工藝卡要求完成調試。為了保證儀器儀表的正卡要求完成調試。為了保證儀器儀表的正常工作和測試結果的精度，應注意以下幾常工作和測試結果的精度，應注意以下幾個問題：個問題： 調試線上所用儀器儀表，都應經過計量并調試線上所用儀器儀表，都應經過計量并在有效期內（生產線上的測試儀器一般每在有效期內（生產線上的測試儀器一般每年進行一次計量年進行一次計量校準校準）。）。 為了保證測量精度，應滿足測量儀器儀表為了保證測量精度，應滿足測量儀器儀表的的使用

10、條件使用條件。對于需要預熱的儀器儀表，。對于需要預熱的儀器儀表，開始使用時應達到規定的預熱時間。開始使用時應達到規定的預熱時間。 儀器儀表在通電前要檢查機械儀器儀表在通電前要檢查機械校零校零，通電，通電后要進行電校零。在調試過程中，要選擇后要進行電校零。在調試過程中，要選擇合適的量程。合適的量程。調試與檢測安全調試與檢測安全n調試周圍環境安全調試周圍環境安全 調試場所除調試場所除整潔整潔外，要保持適當的外，要保持適當的溫度溫度和和濕度濕度，不應有劇烈的，不應有劇烈的振動振動和很強的和很強的電磁干電磁干擾擾，測試臺及工作場地必須鋪設，測試臺及工作場地必須鋪設絕緣膠墊絕緣膠墊。配備的配備的滅火器滅

11、火器應適應滅電氣起火。應適應滅電氣起火。n供電安全供電安全 調試場所應有調試場所應有漏電保護開關漏電保護開關和和過載保護開過載保護開關關，電源開關、電源線及插頭插座必須符，電源開關、電源線及插頭插座必須符合合安全用電要求安全用電要求，任何帶點導體，任何帶點導體不得裸露不得裸露。總電源開關，應放在明顯且易于操作的位總電源開關，應放在明顯且易于操作的位置，并設置相應的指示燈。置，并設置相應的指示燈。 注意注意交流調壓器交流調壓器的接法。調試中往往使用的接法。調試中往往使用交流調壓器進行加載和調整試驗。由于普交流調壓器進行加載和調整試驗。由于普通調壓器輸入與輸出端不隔離，必須正確通調壓器輸入與輸出端

12、不隔離，必須正確區分相線與零線的接法。區分相線與零線的接法。 在調試場所最好裝備在調試場所最好裝備隔離變壓器隔離變壓器，一方面可以保，一方面可以保證調試人員操作安全，另一方面防止檢測設備故證調試人員操作安全，另一方面防止檢測設備故障與電網之間相互影響。接入隔離變壓器之后，障與電網之間相互影響。接入隔離變壓器之后，再接調壓器，則無論如何接線均可保證安全。這再接調壓器，則無論如何接線均可保證安全。這是因為次級抽頭對地是懸浮的，對地不能形成回是因為次級抽頭對地是懸浮的，對地不能形成回路。所以單獨接觸次級的任一端對地都不會形成路。所以單獨接觸次級的任一端對地都不會形成放電的回路。但是如果將任意一端接地

13、放電的回路。但是如果將任意一端接地,另一端就另一端就是是“火線火線”(相對地是高電位相對地是高電位)，這時也是危險的。，這時也是危險的。另外另外,如果同時接觸到兩端也是會發生觸電事故的。如果同時接觸到兩端也是會發生觸電事故的。還有還有:如果隔離變壓器的初次級絕緣不良也是很危如果隔離變壓器的初次級絕緣不良也是很危險險,有可能使次級兩端都變成有可能使次級兩端都變成“火火”線。所以使用線。所以使用隔離變壓器隔離變壓器,最好是初次級不在同一個線包上。最好是初次級不在同一個線包上。幾個必須記住的安全操作觀念：幾個必須記住的安全操作觀念：1.1.不通電不等于不帶電不通電不等于不帶電斷開電源開關不等于斷開電

14、源，如圖所示雖然開關處斷開電源開關不等于斷開電源，如圖所示雖然開關處于于OFFOFF位置，但相關部分仍然帶電，只有拔下電源插位置，但相關部分仍然帶電，只有拔下電源插頭才是真正斷開電源頭才是真正斷開電源。2.2.對大容量高壓電容只有進行放電操作后才是不帶電對大容量高壓電容只有進行放電操作后才是不帶電調試技術調試技術 調試調試技術包括技術包括調整調整和和測試測試兩部分：兩部分： 調整：調整：主要是對電路的參數調整。一般是主要是對電路的參數調整。一般是對電路中可調元件，如電位器、電容器、對電路中可調元件，如電位器、電容器、電感等以及有關機械部分進行調整，使電電感等以及有關機械部分進行調整，使電路達到

15、預定的功能和性能要求。路達到預定的功能和性能要求。 測試：測試：主要是對電路的各項技術指標和功主要是對電路的各項技術指標和功能進行測量和試驗，并同設計性能指標進能進行測量和試驗，并同設計性能指標進行比較，以確定電路是否合格。行比較，以確定電路是否合格。 調整和測試是相互依賴、相互補充的，通調整和測試是相互依賴、相互補充的，通常統稱為常統稱為調試調試。在實際工作中，二者是一。在實際工作中，二者是一項工作的兩個方面，測試、調整；再測試、項工作的兩個方面，測試、調整；再測試、再調整；再調整；直到實現電路設計指標直到實現電路設計指標。調試時。調試時對前期的對前期的裝配技術裝配技術和和設計工作設計工作的

16、總檢查，的總檢查，各種缺陷和錯誤都會在調試中暴露和發現。各種缺陷和錯誤都會在調試中暴露和發現。調試有兩種不同類型：調試有兩種不同類型：1、產品調試：是電子產品生產過程中的一個工序，調試的質量直接影響產品的性能指標。產品調試有如下要點：正常情況下無原理性錯誤；元器件都已檢測過，基本沒有失效；由于是流水線作業，故障往往有一定的規律。產品調試流程產品調試流程2、樣機調試：是產品研制和電子制造中的重要環節，對調試工作者理論和實際能力以及經驗要求較高，一般是由技術人員自己完成。調試要點：充分估計裝配差錯（錯裝、橋接、虛焊等）；不可忽視的工藝欠缺（零件選用、印制板設計和制造、干擾等）；也要考慮原理設計問題

17、。調試要領：電源第一、先靜后動、先分后合。整機檢測：整機檢測：產品檢驗一般分三階段：零件入庫檢驗、生產逐級檢驗、整機檢驗。整機檢驗包括指標檢測、考機、環境試驗。直接檢測：外觀完好、附件齊全、旋鈕和按鍵靈活等。指標測試：產品的主要指標以及耐壓、絕緣等。考機（老化）：帶負荷長時間工作。環境試驗： 模擬極限工作環境。 溫度上下限溫度試驗424小時； 濕度一定濕度下放置412小時后測試： 振動和沖擊 在專用振動臺上振動一定時間后，再在沖擊臺上進行幾十次沖擊試驗； 運輸試驗如在三級公路上行駛200km； 跌落試驗由3080cm高度跌落在硬地面上，然后進行檢測。故障檢測方法故障檢測方法采用適當的方法，查找

18、、判斷和確定故障具體部位及其原因，是故障檢測的關鍵。具體應用中要針對具體檢測對象，交叉、靈活加以運用，并不斷總結適合自己工作領域的經驗方法，才能達到快速準確有效排除故障的目的。 n觀察法觀察法 通過人體感覺發現電子線路故障的方法。通過人體感覺發現電子線路故障的方法。觀察法觀察法靜態觀察法 (不通電觀察法 )動態觀察法 (通電觀察法 )1、靜態觀察法：不通電的情況下，按照先外后內、循序漸進的順序，靜心凝神、仔細觀察。打開機殼前，先檢查外表，看有無碰傷、按鍵和插口電纜有無損壞、保險是否完好等；打開機殼后，看元件有無相碰、斷線、燒壞等現象，然后用手和工具進一步檢查。2、動態觀察法：線路通電后，運用人

19、體視覺、嗅覺、聽覺、觸覺檢查線路故障。 通電時最好采用隔離變壓器并逐步加電，同時應使用儀器（電流、電壓表）監視電路狀態。通電后，注意看電路有無打火、冒煙等現象；聽有無異常響聲；聞有無燒焦、燒糊等異味；觸摸一些管子、集成塊是否發燙，發現異常立即斷電。n測量法測量法電阻法、電壓法、電流法、邏輯狀態法、電阻法、電壓法、電流法、邏輯狀態法、波形法。波形法。測量法測量法電阻法 “在線”和“離線”兩種方式電壓法 交流和直流兩種電壓測量電流法 直接測量和間接測量邏輯狀態法波形法1、電阻法：電阻法是利用萬用表歐姆檔測量電器的集成電路、晶體管各腳和各單元電路的對地電阻值，以及各元器件自身的電阻值來判斷故障的一種檢修方法。“在線”測量時，需要考慮被測元件受其它并聯支路的影響，應對照原理圖分析判斷；正常所測的阻值會比元器件的實標標注阻值相等或小，不可能存在大于實標標注阻值，若是，則所測的元器件存在故障。“離線”測量又叫脫焊電阻