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1、第8章检测新技术,8.1 虚拟仪器,8.2 软测量技术,8.3 模糊传感器,2023/7/19,1,8.4 多传感器数据融合,8.1 虚拟仪器,2023/7/19,2,仪器仪表的发展：第一代仪器：模拟仪器，如指针式万用表等，基本特征是采用模拟电子技术，采用指针显示结果；第二代仪器：数字化仪器，把模拟信号转化为数字信号，并以数字方式显示为特征；第三代仪器：智能仪器，内置CPU，但CPU的作用大多用于仪器的控制，基本不用于数字信号处理。第四代仪器：虚拟仪器，是计算机技术与仪器技术相结合的产物，其主要特征是通过CPU进行数字信号处理，用软件算法代替硬件实现仪器的测量功能，并通过软面板操控仪器和显示测
2、量结果。,2023/7/19,3,一、虚拟仪器的概念与特点概念：在以通用计算机为核心的硬件平台上，将测试系统的硬件资源和计算机的软件资源有效结合所实现的一种计算机仪器系统。传统仪器上的各种开关、旋钮等由虚拟仪器面板上各种符号“控件”代替，对仪器的操作通过鼠标和键盘来完成；仪器的测试功能由编程实现，可以将不同软件模块组合实现多种测试功能，“软件即是仪器”。,2023/7/19,4,特点：,扩展性强,性能高,集成度高,开发时间少,2023/7/19,5,二、虚拟仪器的构成硬件平台：计算机、I/O接口设备,2023/7/19,6,软件平台：I/O接口仪器驱动程序：完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通
3、信。应用程序：定义并实现虚拟仪器前面板功能；定义并实现测试功能的流程图软件。目前常用的开发工具包括：文本式编程语言：如Visual C+，LabWindows/CVI等；图形化编程语言：如LabVIEW、HPVEE等。,2023/7/19,7,8.2 软测量技术,一、软测量概述概念：依据可测、易测的过程变量(称为辅助变量)与难以直接检测的待测变量(称为主导变量)的数学关系，根据某种最优准则，采用各种计算方法，用软件实现对待测变量的测量或估计。,2023/7/19,8,二、软测量技术的主要内容软测量技术主要包括四个方面：1.辅助变量的选取；2.数据处理；3.软测量模型的建立；4.软测量模型的在线
4、校正。,2023/7/19,9,1.辅助变量的选取变量类型的选择：遵循一定的原则，从可测变量集中选择变量数目的选择：数目下限是被估计的变量数；最佳数目与过程的自由度、测量噪声及模型的不确定性有关测点位置的选择：根据工作过程选择检测精度高，且能反映过程参数变化的位置,2023/7/19,10,2.测量数据的处理误差处理：随机误差和粗大误差的处理数据变换：对测量数据进行标度变换、线性化处理、加权等3.软测量模型的建立常用方法：工艺机理分析、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数字、过程层析成像、相关分析等4.软测量模型的在线校正模型结构和模型参数的自适应更新,2023/7/19,11,8.3 模糊传感器,一、模糊传感器的概念以数值测量为基础，能产生和处理与测量有关的语言符号信息的智能传感器。即模糊传感器是在经典传感器数值测量的基础上，经过模糊推理与知识集成，以自然语言符号的描述形式输出的传感器。模糊传感器由硬件和软件两部分构成,2023/7/19,12,模糊传感器的一般结构,2023/7/19,13,二、模糊传感器的基本功能,学习功能 推理联想功能 感知功能 通信功能,
