液压CAT系统的硬件

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液压CAT的硬件系统主要完成数据采集和通讯的任务，包括计算机主机、传感器及信号调理装置、输入-输出接口、计算机外设。

(1)计算机主机

传统的液压CAT采用单片机，而现有CAT系统的主机以PC机为主。PC机微处理器CPU速度不断提高，采用流水线、RISC结构、cache等先进技术，极大地提高了测试系统的数值处理能力。现在的PentiumIII的时钟已达到400MHz以上，速度与处理能力大大提高。

(2)传感器

把各种物理信号转换成电信号的器件称为传感器。传感器的类型有很多，如测量温度的传感器有热电偶、热敏电阻等；测量机械位移的有电感位移传感器、光栅位移传感器等。此外，又不断涌现出新的传感器。如光纤传感器具有灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁场干扰、超高压绝缘、无源性、材料资源丰富、成本低等优点。现已实现的传感信息量有力、温度、位移、旋转、加速度、液位、扭矩、应变等。超声波技术、红外线技术也应用在液位和流量的测量中。如今，传感技术向集成化、多功能化、智能化发展。现在已经能够把敏感元件与信号处理以及电源部分制作在同一基片上，从而使检测及信号处理一体化。

(3)输入-输出接口

数据采集的关键在于将传感器输出的电信号送入计算机，沟通计算机与传感器的桥梁就是输入接口。输入接口包括模拟量输入(A/D)和数字量输入，计算机的输出接口包括模拟量输出(D/A)，定时/计数器输出及数字量输出。随着A/D、D/A转换技术、放大器、抗混淆滤波器和信号波形处理技术的不断改进，插入式数据采集卡(DAQ)采样速率达到1GB/s，精度高达24位，通道数高达64个，并能任意结合数字I/O、模拟输出和计数器/定时器通道。

(4)总线技术

与数据采集技术相联系是计算机总线技术。测试领域过去一般采用工业标准总线(ISA)。它是一种8位或16位非同步数据总线，工作频率为8MHz，数据传输率在8位时为1MB/S，16位时为2MB/S。随着计算机技术的发展，ISA总线的计算机能力和通信能力的差异日益悬殊。基于ISA的数据采集卡和其它设备等待处理时间，然后发出中断，等待响应。在一个ISA总线I/O周期，12MHz时只有几个等待状态，而在Pentium处理器的200MHz时则需要100至200个等待状态，这在处理速度上大大降低了整个系统的性能。在当今多任务的操作环境下，显然是不合适的。外围设备接口总线(PCI)是一种同步的独立于CPU的32位64位局部总线，最高工作频率为33MHz，数据转输率为312MB/S。PCI总线支持无限读写突发方式，PCI总线上的外围设备可与CPU并行工作，从而提高了整体性能。PCI总线还为PC机平台带来了真正的即插即用功能。以PCI总线为基础的数据采集系统，大大提高了数据采集率。此外，在通用仪器总线(GPIB)之后诞生的VXI仪器总线、PXI总线，在计算机辅助测试系统中也得到了日益广泛的应用。

注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授