机电检测技术教材课件-第五章.ppt

第五章信号显示记录装置 5 1无纸记录仪5 2数字存储示波器5 3触摸屏技术本章小结 5 1无纸记录仪 无纸记录仪是近年来快速发展起来的一种新型记录仪表 它以CPU为核心 采用全电子化设计 完全摒弃传统记录仪的机械传动 纸张和笔 直接把记录信号转化成数字信号后 送至随机存储器加以保存 并在大屏液晶显示屏 LCD 上加以显示 5 1无纸记录仪 1 无纸记录仪的特点 1 无纸 无笔 无墨 无一切机械传动部件 2 精度高 3 输入信号多样化 可以与热电偶 热电阻或其他产生直流电压 直流电流的变送器配合使用 4 液晶全动态显示 既清晰 又明了 5 对输入信号可以组态或编程 直观地显示当前测量值 并有报警功能 6 大容量的芯片存放测量数据 并可用半导体存储器转存 5 1无纸记录仪 2 无纸记录仪的原理和组成 无纸记录仪原理方框图 5 1无纸记录仪 3 无纸记录仪的使用 无纸记录仪显示界面 5 2数字存储示波器 数字存储示波器 DigitalStorageOscilloscope DSO 问世于20世纪70年代中期 是随着微处理器和半导体存储器等大规模集成电路的发展和普及而出现的一种新型智能记录仪器 与模拟示波器不同 它具有存储功能 它用A D变换器将模拟波形转换成数字信号 然后存储在半导体存储器RAM中 需要时 再将RAM中的存储的内容调出 通过相应的D A变换器 再恢复为模拟量显示在示波管屏幕上 性能指标 速度和精度 5 2数字存储示波器 1 数字存储示波器的基本组成和基本原理 5 2数字存储示波器 2 主要技术性能指标 1 采样速率 采样速率是指单位时间内获取被测信号的样点数 单位为次数 秒 S s 最高采样速率由A D变换器的速率决定 2 扫描时间因数t div 3 分辨力 分辨力是指量化的最小单元 可用或百分比来表示 更简单的也可用位表示 分辨力也可定义为示波器所能分辨的最小电压增量 5 2数字存储示波器 2 主要技术性能指标 4 测量准确度 5 有用存储带宽B 6 存储容量 有用存储带宽描述的是其插捉信号的能力 7 存储带宽 5 2数字存储示波器 3 数字存储示波器的功能特点 1 触发器位置可任意设定 2 滚动方式 3 峰值检测功能 4 累计峰值检测功能 5 平均功能 6 CRT读出功能 7 游标测量功能 8 存储波形的扩大及缩小 9 具有记录输出功能 10 菜单功能 11 接口 5 3触摸屏技术 触摸屏 TouchPanel 是一种附着在显示器的表面 与显示器配合使用 通过触摸产生模拟电信号 经过转换为数字信号由微处理器计算得出触摸点的坐标 从而得到操作者的意图并执行的新型器件 5 3触摸屏技术 1 触摸屏基本原理 触摸屏的本质是传感器 它由触摸检测部件和触摸屏控制器组成 触摸检测部件安装在显示器屏幕前面 用于检测用户触摸位置 接受后送触摸屏控制器 触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置接收触摸信息 并将它转换成触点坐标送给CPU 同时能接收CPU发来的命令并加以执行 工作时 我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏 然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入 5 3触摸屏技术 2 触摸屏主要类型 红外线式触摸屏 价格低廉 安装方便 但其外框易碎 容易产生光干扰 曲面情况下失真电阻式触摸屏 定位准确 但其价格颇高 且怕刮易损表面声波式触摸屏 清晰不容易被损坏 但屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变得迟钝 甚至不工作电容式触摸屏 图像失真问题很难得到根本解决 5 3触摸屏技术 3 触摸屏性能特点 1 红外线式触摸屏 红外触摸屏是在显示器的前面安装一个电路板外框 电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管 一一对应形成纵横交叉的红外线矩阵 管的排列密度与其分辨率有关 用户在触摸屏幕时 手指就会阻挡经过该位置的横竖两方向的红外线 因而可以判断出触摸点在屏幕的位置 任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作 5 3触摸屏技术 3 触摸屏性能特点 2 电阻式触摸屏 电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏 在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层 利用压力感应进行控制 当手指触摸屏幕时 两层导电层在触摸点位置就有了接触 电阻发生变化 在X和Y两个方向上产生信号 然后传送到触摸屏控制器 控制器侦测到这一接触并计算出 X Y 的位置 再根据模拟鼠标的方式运作 5 3触摸屏技术 3 触摸屏性能特点 3 表面声波式触摸屏 表面声波是超声波的一种 在介质 例如玻璃或金属等刚性材料 表面浅层传播的机械能量波 该种触摸屏的角上装有超声波换能器 能发送一种高频声波跨越屏幕表面 当手指触及屏幕时 触点上的声波即被阻止 由此确定坐标位置 5 3触摸屏技术 3 触摸屏性能特点 4 电容式触摸屏 电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的 电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏 玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层铱锡氧化物 ITO 最外层是一薄层矽土玻璃保护层 夹层ITO涂层作为工作面 四个角上引出四个电极 内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境 当手指触摸在金属层上时 由于人体电场 用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容 对于高频电流来说 电容是直接导体 于是手指从接触点吸走一个很小的电流 这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出 并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比 控制器通过对这四个电流比例的精确计算 得出触摸点的位置 5 3触摸屏技术 3 触摸屏性能特点 5 3触摸屏技术 4 触摸屏