【毕业设计+开题报告+文献综述】智能台式数字万用表的设计

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1、本科毕业设计开题报告电气工程及自动化智能台式数字万用表的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义数字万用表是当前电子、电工、仪器、仪表和测量领域大量使用的一种基本测量仪表，已被广泛应用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，显示出了强大的生命力。随着时代科技的进步，数字万用表的功能越来越强大，把电量及非电量的测量技术提高到崭新水平。目前在使用的数字万用表虽然具有很高的灵敏度和准确度，但仍存在有不足之处，主要表现在以下几个方面：1)没有实现自动化测量，最突出的问题是使用中需要经常旋转功能/量程转换开关，操作不方便

2、，测量速度慢。2)经常被烧毁，数字万用表被烧毁的主要原因是操作者的误操作。例如：测量电压的时候，误将功能转换开关置于电阻档或置于电流档等，发生这些情况时，数字万用表很容易被烧毁。虽然数字万用表电路中有保护电路，但保护电路只对误测较低电压有效，当误测较高电压时，一些测量电路和保护电路将同时被烧毁。所以各种数字万用表使用说明书中均强调“不要用数字万用表电阻档测量电压，否则将损坏仪表”，但因数字万用表本身对“误测”缺乏严格的防范措施，此种现象时有发生。3)触点接触不良。功能/量程选择开关属于机械开关，在测量过程中需要人工转动，其弹簧片容易氧化、损坏和变形

3、而造成弹簧片触点与电路板接触不良，导致数字万用表测量准确度下降，严重时甚至引起失灵。革除这些弊端一直是设计者苦苦探索但始终未能很好解决的难题。电子技术特别是检测和控制技术的飞速发展，使数字万用表的自动化水平的提高成为可能，能识别测量功能的数字万用表取代手动操作的数字万用表是必然趋势。将测控技术的发展成果应用到数字万用表设计中，对传统数字万用表的结构进行改造，用先进的计算机控制技术代替传统的机械功能/量程选择开关，研制最先进的高度智能化的数字万用表具有重要意义，对于提高我国在仪表制造业方面的国际影响力和数字万用表在国际市场上的竞争力将发挥重大作用。X

4、I近20年来，随着微电子技术、计算机技术、精密机械技术、网络技术、纳米技术等高新技术的迅猛发展，对智能化仪器仪表提出了更高的要求。特别是近10年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新技术成果的竞相问世，使得仪器仪表领域发生了根本性的变革。硬件功能软件化随着微电子技术的发展，微处理器的速度越来越快，价格越来越低，已被广泛应用于仪器仪表中，使得一些实时性要求很高，原本由硬件完成的功能，现在可以通过软件来实现。甚至许多原

5、来用硬件电路难以解决或根本无法解决的问题，也可以采用软件技术很好地加以解决。同时，数字信号处理技术的发展和高速数字信号处理器的广泛采用，极大地增强了仪器的信号处理能力。对于今后的仪器仪表设计，可归纳成一个简单的公式：仪器=AD/DA+CPU+软件，其中软件所占的比例将越来越大。集成化模块化功能硬件是现代仪器仪表的一个强有力的支持，它使得仪器更加灵活，仪器的硬件组成更加简洁，比如在需要增加某种测试功能时，只需增加少量的模块化功能硬件，再调用相应的软件来控制此硬件即可。同时，在仪器仪表设计过程中，由于采用了电子设计自动化（EDA）、计算机辅助制造(CA

6、M)、计算机辅助测试(CAT)、数字信号处理(DSP)、专用集成电路(ASIC)引及其表面贴装等技术,为实现高度的集成化、模块化提供了相应的技术条件。参数的整定与修改实时化随着各种现场可编程器件和在线编程技术的发展，仪器仪表的参数甚至结构不必在系统设计时就确定，而是可以在仪器使用的现场实时置人和动态修改。参数的在线动态修改以及结构设计的灵活性，从而保证了后期仪器仪表系统在不改变设备硬件的前提下，由系统软件的升级换代就能实现整个系统的不断升级与更新换代。硬件平台通用化智能化仪器仪表强调软件的作用，选配一个或几个带共性的基本仪器硬件就能组成一个通用硬件

7、平台，通过调用不同的软件就能扩展或组成各种功能的仪器或系统，同时，整个平台的二次开发由于仪器仪表的通用接口的多样化，使得软件的开发越来越灵活、多样。通常情况下，一台仪器大致可分解为3个部分：1）数据的采集（信号输人）；2）数据的存储、分析与处理（信号的处理及算法控制）；3）显示或输出（信号的输出）。而传统的仪器是由厂家将上述三类功能部件根据仪器功能按固定的方式组建，一种仪器一般只有一种或几种有限的功能。而智能化仪器则是将具有上述一种或多种功能的通用硬件模块组合起来，通过编制不同的软件来构成任何一种仪器。这样就使得仪器与仪表的用途和使用范围大大扩展了

8、。XI智能化仪器仪表在国际市场上开发速度快，市场十分广阔，如国外的测量控制仪器、仪表，光学分析仪器、仪表等，平均每年以2.