智能仪器的应用与发展.docx

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1、学校：桂林理工大学班级：自动化11-2班学号：3110619216姓名：闻祖创智能仪器的应用和发展摘要:简单介绍了智能仪器的特点原理和发展应用。关键词:微处理器;智能仪器；自动测试1智能仪器概述近些年来，随着微处理器和单片机的发和广泛应用，出现了一种新型的专用仪器—智能仪器。这种仪器以微处理器或单片机为核心，具有信息采集、显示、处理、传输以及优化检测与控制等多种功能。有些甚至还具有专家推断、逻辑分析与决策的能力。智能仪器的出现，极大地扩充了常规仪器的应用范围。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力，目前已

2、成为仪器仪表发展的一个主导方向。它的不断发展对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等将产生极其深远的影响。2智能仪器的结构特点智能仪器的概念，是把微处理器或计算机与传统的仪器仪表结合起来，使它能适应被测参数的变化.能自动补偿、自动选择量程、自动校准、自寻故障、自动进行指标判断，以及进行逻辑操作，定量控制与程序控制等。可见，微处理器与大容量存贮器是智能仪器的核心。数据采集与输人输出技术(包括键盘及接II,LEI)显示器及接CI,Car显示器等)是智能仪器的硬件基础数据处理技术与信号处理技术是智能

3、仪器的软件基础。因而智能仪器也可说是人工智能、信号处理、计算机科学、微电子学等新兴科学技术与传统仪器仪表技术相结合的产物由此而决定了智能仪器仪表结构上的某些基本特点2.1操作使用方便由于智能仪器广泛采用了键盘,LED显示或CRr装置，这就使人-一仪间接口与仪器功能部件的设计可完全独立地进行，从而明显地改变了传统仪器前面板及有关控制操作机构的设计这样使面板控制采用灵活的数字键和功能键，或兼有这类按键的编程能力。由此带来了仪器使用上的极大方便。2.2具有自测功能智能仪器在使用时，若出现故障可事先被自检出来。同

4、时还能诊断出仪器所发生故障的根源和部位。这种自测试不仅可在仪器启动时进行，同时也可在仪器运行中进行。2.3仪器功能得到极大提高智能仪器由于采用了微处理器或单片机，它就具有了一定的数据处理能力(如计算、变换、误差修正等)。这就使其功能有了极大的提高n许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题，现可用软件非常灵活地加以解决。例如传统的数字万用表只能测量电阻，交直流的电压电流而智能仪器不仅可量测这类参数，而且还能计算出诸如百分率偏移，比例、极位及其它统计参数等。采用间接的测量方法，来扩展其测量功能2.4高性

5、能指标智能仪器可以进一步提高仪器的性能指标。它通过内设的微处理器或单片机的数据处理，可实现仪器的自动校正，能对某一参数进行多次测量后取其平均值，从而提高仪器本身的测量精度。仪器自动校零时，不仅可以清除由于漂移，增益不稳定等因素所引起的误差，而且述能校止由于使用各种传感器、变换器所带来的某些非线性误差或频率响应误差。2.5操作自动化由于仪器的整个测M-.过程是用微处理器或单片机控制操作，如键盘扫描、量程选择、开关启闭、数据采集、传输、处理以及显示打印等，从而实现测量过程的全部自动化。2.6具有对外接口功能智

6、能仪器由于配有标准的对外接口总线，如仪器专用接口总线GPIBQEEE--488标准接口)或RS-232C接口.使仪器不仅可实现本地输人/输出，而且还具有可程控能力实现远程输人/输出。正是通过这些标准接口总线，组成用户所需的各种多功能的自动测量系统。3设计中的几个技术问题智能仪器实际上是一个微处理器系统。如按微机的划分方法，将微处理器和存贮器称为主机，其余部分，包括功能插件、硬件模块、面板输人及显示装置则可称为外围器件，不过这些外设与主机是有特殊性个统一体而且装在同机箱内。刘智能仪器而言，在其设计中也有很多

7、问题关设计的几个技术问题，是值得注意的。3.1数据采集技术数据采集技术已被广泛应用到各类智能仪器中，由它构成仪器的硬件基础之一智能仪器中的数据采集系统的主要技术指标有:分辨率、精度、输入信号电平、采集速度以及共模噪声抑制能力等。为了不丢失被采样信号的信急，系统采祥频率应满足采样定理的要求。一般在工程上采样频率应取被采样信号所含最高频率的K倍(一般取K身10^-20).在智能仪器中，除了通常使用的“定时采徉”外，还经常使用“变步长采样”。这种采样方法不论被测信号频率为多少，均可确保在一个信号周期内均匀采样的

8、点数总共为N个不变这种采样方法由于采样信号周期随被测信号周期变化而变化，故通称为“变步长采样”显然、它既能满足仪器的精度要求，又能合理地使用仪器中计算机的内存单元。并能使增强仪器功能所要求的数据处理软件的设计大为简化。3.2输人输出技术智能仪器是通过其微处理器而控制整个侧量过程。一般它要通过各种输入输出部件与外界进行通讯联系。近年来，随着智能仪器由对被测对象的个别参数的检测，发展到以一个自动测试系统对被测系统作全面的综合特性的