1 绪论
1.1选题背景
随着石油、化工等生产工艺日趋复杂和生产自动化水平不断提高，对生产过程的控制已由运行稳定为主要目的，发展到现在所要求的最佳化控制。为此，对流量测量和控制提出了更多、更新和更高的要求。如大口径流量、微小流量的检测；高温介质、低温介质流量的检测；高黏度介质、强腐蚀介质流量的检测；粉料、沾污介质的检测；脉动流、多相流的检测等。为适应不同发展的要求，一些新的流量检测原理和技术、新型流量仪表相继诞生。
流量测量是一门复杂、多样的技术，这不仅由于测量精确度的要求越来越高，而且测量对象复杂多样。如流体种类有气体、液体、混相流体，流体工况有从高温到极低温的温度范围，从高压到低压的压力范围，既有低黏度的液体，也有黏度非常高的液体，而流量范围更是悬殊，微小流量只有每小时数毫升，而大流量可能每秒就达数万立方米。而脉动流、多相流更增加了流量测量的复杂性。另一方面，这种复杂性和多样性促进了人们对流量测量仪表的应用领域。流量测量是研究物质量变的科学，质与量的互变规律是事物联系与发展的基本规律，因此，其测量对象已不限于传统意义上的管道流体，凡是需要掌握流体流动的地方都有流量测量的问题。
工业生产过程是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。在整个过程检测仪表中，流量仪表的产值约占
～。
随着社会的不断发展，过程检测、智能仪表类相关教学设备产业面临着新的发展机遇和挑战。国内的一些高等院校、公司和企业近几年都在研究、探索仪表自动化实验装置。传统的将生产过程中使用的仪表拿回实验室进行校准的方法已不能满足生产的要求,取而代之的是在现场直接对仪表进行校准。自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。
近年来国内仪表自动化实验实训系统发展比较快，生产厂家也比较多，普遍应用自动化仪表技术实现系统的自动化控制，在仪表自动化控制中，自动化检测仪表是自控系
统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:①传感器,利用各种信号检测被测模拟量;②变送器,将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号,并送到可编程序控制器(PLC)中;③显示器,将测量结果直观地显示出来,提供结果。
自动化检测仪表在工业生产过程中起着非常重要的作用。过程检测是指在生产过程中，为及时掌握生产情况和监视、控制生产过程，而对其中一些变量进行的定性检查和定量测量。检测的目的是为了获取各过程变量值的信息。根据检测结果可对影响过程状况的变量进行自动调节或操纵，以达到提高质量、降低成本、节约资源、减少污染和安全生产等目的。
在现代工业生产过程中，仪表自动化技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。
1.2仪表装置研究目的与意义
在现代工业生产过程中，仪表自动化技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。仪表自动化实验装置的目的是让同学了解和掌握典型的过程检测和控制仪表的工作原理与工作性能，并能根据生产过程的特点和控制要求，选用适当的自动化仪表和适当的控制策略。如何设计出一套适合于教学的、先进的、高效的、功能齐全的、经济性好的仪表自动化实验装置是目前从事仪表自动化教学人员和工程技术人员急需解决的一个问题。
本课题研究旨在让学生亲身经历实验过程和对未知结论的探索，潜意识地接受技能训练，从而培养学生独立思考、独立解决问题的能力和创新意识，提高学生分析问题、解决问题的能力。因此，设计新型的仪表自动化实验装置并且在教学中进行创新型实验教学，对教学改革和创新型人才的培养具有重大的意义。
1.3本课题研究的内容
设计完成仪表自动化实验装置的控制对象，并设计完成控制柜，包括电气原理图和接线图等，以基于智能仪表的流量控制系统为例阐述自己设计系统的控制原理与控制过程，并说明实验的步骤以及参数整定的方法。
具体工作内容：
（1）与团队成员合作完成仪表自动化实验装置的整体设计思路，并做好自动化实验装置以及实验所需的各类仪器仪表的选型工作，做好仪表自动化实验装置各部分系统的统筹工作；
（2）设计完成基于智能仪表的流量控制系统实验装置，完成内容包括控制系统原理图和系统接线图；
（3）设计完成基于智能仪表的流量控制系统的上位机实验界面，与下位机智能仪表进行通讯调试，整定PID参数；
（4）完成各项实验数据的记录；
（5）汇总仪表自动化实验装置的工程设计图纸。
2流量监控系统的组成及概况
2.1过程控制系统简介
过程控制(process control )技术是自动化技术的重要组成部分，通常是指石油、化工、纺织、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动化，与其他自动控制系统比较，过程控制具有以下特点:1.被控过程复杂多样；
2.对象动态特性存在滞后和非线性；
3.过程控制方案丰富多样；
4.控制系统分为随动控制和定值控制；
5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成等。
过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控变量是温度、压力、流量、液位、成分、黏度、温度和pH 值(酸碱度或氢离子浓度)等一些过程变量的系统。常规的过程控制系统框图如图2.1 所示。
设定值偏差值控制信号控制量被控变量
图2.1 过程控制系统框图
过程控制涉及工业生产的各个领域，不同的工艺过程控制有不同的要求。但总的归纳起来有三个方面的要求：安全性、经济性和稳定性。
目前，过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS)：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。
2．2. 1 一般计算机测控系统的组成
组态控制技术是一种计算机控制技术。利用组态控制技术构成的计算机测控系统与一般计算机测控系统在结构上没有本质上的区别，它们都由被控对象、传感器、仪表接口、计算机和执行机构几部分组成，如图2.2所示。
传感器的作用是对被控对象的各种参数进行检测。通过传感器，计算机能感知生产进行的情况，将参数在显示器上显示。并根据参数实际值与设定值的偏差，按照一定的控制算法发出控制命令，控制执行机构的动作，从而完成控制任务。如水箱水位控制系统中计算机通过水位传感器测知水位的高低和是否越限，将这一情况在显示器上显示出来，并根据水位的高低控制给水阀门的关闭或打开，实现水位测量与控制的目的。
现场
参数
图2.2 一般计算机控制系统的结构组成
如果把计算机比喻成系统的大脑，传感器就相当于它的眼睛，执行器就是手和脚。计算机只能接受数字信号（电压、电流），计算机和传感器及执行器需要I/O接口设备来进行信号的转换与联系，因此I/O设备是沟通计算机和现场设备的桥梁。I/O接口里只要的部件常常用来将模拟量转换成数字量的A/D转换器、将数字量转换成模拟量的D/A转换器，对开关量进行信号隔离的光电隔离器等。I/O设备可安装在计算机里（如各种I/O
板卡）、计算机外控制室里（如带通信接口的智能仪表），也可安装在现场（如智能传感变送器、I/O模块）基于组态软件的仪表自动化监控系统方案。
2．2. 2 MCGS的流量监控系统的设计
本系统主要由装有MCGS的上位机通过RS232C或RS485与仪表通讯，仪表对被控变量进行控制。由执行器：电动调节阀；变送器：流量传感器：4 – 20mA信号；水箱、水泵、流量计等组成。单向回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节阀只接受一个信号，其输出也只控制一个执行机构。首先水泵从储水箱抽水，打开调节阀流进上水箱，当水位在一定时间内达到某一高度时，从流量传感器上显示的数据，可得知水箱的水位高度是否越限。并根据水位的高低要求来控制水的流量，即控制给水控制阀的开关程度，最后水经过手动调节阀流回储水箱。
流量：执行器选用电动调节阀，变送器选用电磁流量计。电磁流量计以电磁感应定律为基础，通过安装在管道两侧的磁铁，以流动的液体当作切割磁力线的导体，由产生的感应电动势测知管道内液体的流速和流量。
液位：执行器选用电动调节阀，变送器选用4-20mA信号的压力传感器。通过压力传感器的4-20mA电流信号来控制电动调节阀的开口大小，从而控制液位的高低达到动态的平衡。
3流量监控系统硬件设计方案
3.1工艺流程图
图3.1 仪表自动化实验装置设计与制作
如图3.1所示的仪表自动化实验装置工艺流程图，可以实现对流量、液位、温度、压力四大过程参数的控制。
流量控制：首先上电，将总阀、手动阀1、手动流量控制阀1、手动流量控制阀2、下水阀1和下水阀2打开，然后对智能PID调节仪进行流量参数的设置，通过流量传感器进行检测并控制电动调节阀开口的大小来控制液体的流量。
液位控制：首先上电，将总阀、手动阀2、上水阀1、下水阀1和下水阀2打开，然后对智能PID调节仪进行液位参数设置，通过对参数的设置来设置报警位置，由液位变送器进行监测并控制电磁阀的通断来控制液位的稳定；或者将手动阀1、手动流量控制阀1、手动流量控制阀2、下水阀1和下水阀2打开，然后对智能PID调节仪进行液位参数设置，通过对参数的设置来设置报警位置，由液位变送器进行监测并控制电动调节阀开口的大小来控制液位的平衡。
压力控制：首先上电，将手动阀1、手动流量控制阀1、手动流量控制阀2、下水阀
1和下水阀2打开，通过上位机进行压力设定，并设置智能PID调节仪中P、I、D等相关参数，由压力变送器采集管道压力大小信息并传送至智能PID调节仪，控制电动调节阀开度的大小来控制管道压力的大小。
温度控制：首先上电，将总阀和上水阀2打开，关闭下水阀3和下水阀4，将换热器中注入适量的水，然后将总阀关闭，把下水阀4打开少许开度，让水缓慢流通。然后断开转换开关给电热管供电、给调节器供电。通过对智能PID调节仪进行温度的参数设置控制液体的温度。
3.2硬件组成
该仪表自动化试验装置的机械部分由以下器件组成：1#水槽、2#水槽、换热器、储水箱、流程柜、上水管和下水管。通过该机械部分可以完成液体的上水、排水和循环。
该仪表自动化实验装置的自动装置部分由以下器件组成：
执行器：电动调节阀，可以由智能PID调节仪驱动对流量或者液位参数进行控制，能够通过改变阀开度的大小对液体的流量大小和液位的高度进行控制。
变送器：PT100液位变送器可以将液位信号采集并传送到智能PID调节仪对液位进行监测、控制；流量积算仪将电磁流量计的电信号传到智能PID调节仪去控制管道的流量。
控制器：通过上润仪表对流量、液位被控变量进行设定，并设置控制参数；无纸记录仪可以将液位的高度、流量的大小，这些抽象的数据转换成具体的曲线图，便于研究人员进行实验结果检测、数据的收集，还可以实现报警、参数修改、历史曲线、实时报表、历史报表、安全机制等内容。
具体的硬件器件选型，见附录。
3.3监控系统硬件组成结构图
图3.2 监控系统硬件组成结构图
现场层组成，各阶段的所应实现的功能，即：
(1) 监控层：监控层PC机实现对生产设备的监控、故障报警、统计、调度等功能。
(2) 控制层：该层主要完成仪表与监控层PC机之间的信息传送，通过RS485串行通讯向监控层传送数据和接受监控层控制指令。
(3) 现场层：主要功能是连接现场设备，如传感器、执行机构、开关设备等，完成现场设备控制及设备间连锁控制。设备生产工艺控制程序存储在上润机中，所有现场设备都由上润机指挥管理。
3.4基于上润仪表的控制系统搭建
3.4.1控制器选型
上润仪表功能简介：
本实验装置中控制器采用福建上润精密仪器有限公司生产的智能自整定PID调节控制仪，该品牌在仪表自动化行业市场占有率排名居首，其具体参数如下。
1.仪表主要特点
（1）采用先进的AI人工智能调节算法，无超调，具备自整定（AT）功能。
（2）输入采用数字校正系统，内置常用热电偶和热电阻非线性校正表格，测量精度高达0.2级。
（3）采用先进的模块化结构，提供丰富的输出规格，能广泛满足各种应用场合的需要，交货迅速且维护方便。
（4）全球通用的100~240V AC输入范围开关电源或24VDC电源供电，并具备多种
外型尺寸供客户选择。
（5）产品抗干扰性能符合在严酷工业条件下电磁兼容（EMC）的要求。
2.仪表技术规格
线性电压：1~5V
线性电流：4~20mA
使用环境：温度-10~+60℃；湿度≤90%RH
3.仪表接线
仪表后盖端子排布如图3.3所示：
图3.3 上润仪表接线端子电气特性图
该仪表具备手动/自动无扰动切换及手动自整定功能，其支持的输入输出信号如下所示。
1.模拟量输入
热电偶：标准热电偶--K、S、WRe、E、J、T、B、N等；
电阻：标准热电阻--Pt100、Cu50或远传压力电阻等；
电流：4～20mA、0～20mA等--输入阻抗≤250Ω，0～10mA≤500Ω；
电压：0～20mV …0～1V--输入阻抗≥5MΩ，0～5V--输入阻抗≥100KΩ。
2.模拟量输出
·DC 0～10mA（负载电阻≤750Ω）
·DC 4～20mA（负载电阻≤500Ω）
·DC 0～5V（负载电阻≥250KΩ）
·DC 1～5V（负载电阻≥250KΩ）
3.开关量输出
继电器控制输出--继电器ON/OFF带回差。AC220V/1A；DC24V/1A(阻性)
固态继电器输出--SSR(固态继电器控制电压信号)输出，DC12V/30mA
可控硅控制输出--单/三相SCR过零触发：可触发5～500A的双向可控硅（或单向可控硅反并联模块）
4.通讯输出
接口方式--标准串行双向通讯接口：光电隔离，RS-485，RS-232C等
波特率--300～9600bps 内部自由设定
5.馈电输出
DC24V，负载≤25mA
图3.4 上润仪表接线端子实验面板图
图3.5 上润智能自整定PID调节控制仪
3.4.2执行器选型
3810L系列直行程电子式电动执行器简介：
3810L系列直行程电子式电动执行器是以220V交流单相电源做为驱动电源，接受来自调节器控制信号（DC4~ 20mA 或DC1~ 5V），实现预定直线往复运动的新型执行器。本系列执行器被用作调节阀的执行机构时，几乎具备了调节阀本身所要求的各种动作变换功能以及阀开度信号功能和手动功能。因此被广泛应于发电、冶金、石化、轻工及环保等工业部门。
3810L系列直行程电子式电动执行器各部分组成：
控制器：接受来自调节器的DC4 ~ 20mA 或DC1 ~ 5V 信号,控制执行器按预定模式工作。
传动机构：把电机的旋转运动变成动力输出轴的直线往复运动，实现调节阀的开关和调节功能。
开度检测机构：将输出轴的直线运动位移（阀芯的开度）经齿条、齿轮反馈给电位器，由电位器转换成电信号再反馈给控制器，当来自调节器的输入信号和阀芯的开度信号之差为零时，电机将停止工作。
联结机构：通过支架将执行器和被控阀门联结，并由开合螺母将执行器输出轴和阀杆连接，开合螺母上带有指针，支架上有标尺，可指示输出轴(或阀杆)的位移手动机构：本执行器还设计有手动机构，在断电情况下，根据需要可由手动操作来完成调节阀的开、关和调节功能。
它的内部接线如图3.6所示
图3.6 执行器外观
图3.7 执行器剖视图
图3.8 执行器结构示意图
图3.9 执行器内部接线示意图
正反动作状态设定：“正动作状态”将开关1向右拨ON（通），将开关2向左拨OFF （断）（随着输入信号增大，输出轴向下端运动（关闭阀芯），随着输入信号减小，输出轴向上升运动（开启阀芯））。“反动作状态”将开关2向右拨ON（通），将开关1向左拨OFF（断）（随着输入信号增大，输出轴向上升运动（开启阀芯），随着输入信号减小，输出轴向下端运动（关闭阀芯））。
3.4.3变送器选型
流量仪表概述：
在现代工业生产过程自动化中，流量是重要的过程参数之一。流量是衡量设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，因为在大多数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程自动化和最优控制。同时为了进行经济核算，也必须知道如一个班组流过的介质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。
所谓流量是指单位时间内通过某一截面的物料数量，即瞬时流量。
流量仪表分类：
在流体工业中有大量的物料（流体）需要通过管道来传送，如石油生产企业中的石油传输和控制、污水处理企业中的污水传送和检测、化工企业中各种气体的传输和控制。为了提高产品质量，降低生产成本，控制污气污水的排放以保护环境，对管道中流体的测量和控制实现自动化就成为生产过程中必不可少的一项任务。
工业上常用的流量计种类很多，如按照其测量原理来分类，大致有四类：差压式流量计，速度式流量计，容积式流量计及其它类型流量计如基于电磁感应原理的电磁流量计和超声波流量计等。
差压式流量计主要利用管内流体通过节流装置时，其流量与节流装置前后的压差有一定的关系，只要设法测出这一压差值，就可求得流量之犬小。属于这一类流量计的有标准节流装置及转子流量计等。节流装置的发展较早，技术成熟而较完善，又因为应用广泛，国际和国内都有这方面的标准；转子流量计又名浮子流量计，它是工业上最常用的一种流量仪表，它具有压力损失小，可以用来测量液体或气体的流量，而且适宜在200mm的小管径上测量。但转子流量计因为其结构上的特点决定了它只能安装在垂直流动的锥形管子上使用，而流体介质的流向应该是自下而上的。
速度式流量计主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转，叶轮的转速和流体的瞬时流量成正比，一段时间内的转数与该时间段的累积总流量成正比。属于这类流量计的有叶轮式水表和涡沦流量计等。家用自来水表就是典型的叶轮式流量计，叶轮式自来水表比较简单价廉，但精确度不高。涡沦流量计的基本原理是涡轮在流体流动的作用力推动之下不断转动，涡轮转动的角速度，也就是讯号的频率数，它基本上与流体介质的体积
流量值成正比，测量这一频率数就可确定流体的瞬时流量和累积流量值。涡轮流量计具有较高的精度，但由于它具有轴承部分，所以影响了仪表的使用范围和寿命，同时还必须严格要求流体纯净。
容积式流量计主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累计的原理。属于这类流量计有椭圆齿轮流量计和腰轮（罗茨）流量计等。椭圆齿轮流量计和腰轮流量计原理相近，通过测量腰轮或齿轮的转数就可知道累计总容积，这种仪表精确度较高，但只适应小流量的测量。
其它类型的流量计有电磁式流量计和超声波流量计等。电磁式流量计利用导体在磁场中运动切割磁力线时，就会产主感应电动势，其方向又右手定则确定，其大小有磁感应强度B、导体在磁场内的长度L、导体的运动速度V三者的乘积决定，这就是法拉第定律。根据此原理可以测导电流体的流量。但是由于感应电势很小，一般为毫伏数量级，故对抗干扰要求很高，且流体必须具有导电性。对于大管径流量方面，电磁式流量计较前面所述的流量计具有较大优势，它可以制成直径3M的流量计。
超声波流量计是一种较新的测量方法，它利用超声波在流体中的传播速度与流体流动速度有关，据此可以实现流量测量。这种方法也不会造成压力损失，并且适合于大管径、非导电性、强腐蚀性的液体或气体流量的测量。
分析比较以上几种流量计的优缺点，前三种中虽然有的测量精度较高，但是都有一定的压力损失，因为这些方法对流动或多或少有些阻力，而且只适用于小管径的流量测量；而电磁式和超声式流量计则可维持管道畅通无阻，或者说压力损失微不足道，而且对于大管径流量测量具有绝对的优势；从电磁式和超声式来比较，超声式对于大管径的流量测量更具有优势，且抗干扰能力比电磁式要强。
电磁流量计简介：
一、概述
电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律研制成功的一种流量计，主要用于测量导电液体体积流量。20世纪30年代便有了比较系统的电磁流量计的理论，20世纪50年代开始进入工业应用领域。20世纪70、80年代电磁流量计技术有了突破性的发展，成为使用广泛的一类仪表，应用领域涉及工业、农业、医学等多个领域，可测介质范围也从电导率很低的蒸馏水到电导率很高的液态金属，并有成熟的耐高温高压及高腐蚀性的设计方法。电磁流量计已基本实现小型化、智能化、一体化，并已有0.2级精度的商品化电
磁流量计出现。
电磁流量计采用的原理与常见的差压式流量计不同，后者需要在管道中设置一定的检测元件，因此也易造成堵塞，且会带来一定的压力损失。而电磁流量计以电磁感应定律为基础，通过安装在管道两侧的磁铁，以流动的液体当作切割磁力线的导体，由产生的感应电动势测知管道内液体的流速和流量。
由电磁流量计的测量过程，不难看出它有以下主要优点：
1）属于非接触性仪表，测量管段是光滑直管，管内没有任何阻碍流体流动的节流元件，不会引起额外的压力损失，节能效果好，可用于测量各种粘度的液体，特别适于测量含固体颗粒的液固混合流，如纸浆、泥浆、污水等。此外除电极外没有其他组件与液体直接接触，因此它还适于测量腐蚀性大的液体，由此形成了独特的应用领域。
2）流量计测量过程不受被测介质的温度、粘度、密度等因素的影响，因此只需一次经水标定后就可用于测量其他导电液体的流量。
3）电磁场的产生是极快的过程，因此电磁流量计反应速度快，无机械惯性，可以测量瞬时流量，还可测水平或垂直管道中两个轴向的流量。
4）流量计输出只与被测介质的流速有关，量程范围宽。
5）应用口径范围大，小口径、微小口径常用于医药卫生等有卫生要求的场所，中小口径常用于高要求或难测场合，如造纸工业测量纸浆液，大口径多用于给排水工程。
同时电磁流量计也有以下一些不足之处：不能测较高温度流量；不能测气体、蒸汽以及含有大量气泡的液体；易受外界电磁干扰，造成输出精度受影响；结构复杂，成本较高。
二、电磁流量计的结构
在结构上电磁流量传感器由传感器和转换器两部分组成。
测量管上下装有励磁线圈，通励磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电动势送到转换器，励磁电流则由转换器提供。转换器将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成与流量信号成正比的标准信号输出，最终完成显示、记录和调节控制等功能。
电磁流量传感器主要由测量管组件、磁路系统等部分组成。
1．测量管组件
测量管位于传感器中心，它的材料及制造应满足下列要求：
1）必须由不导磁材料制成，以使磁力线能进入被测介质；
2）一般还应由高阻抗材料构成，如玻璃钢或不锈钢，以减小涡电流带俩的损耗。
3）在使用金属做测量管（如不锈钢）时，整根测量管的内侧应涂有绝缘层或衬垫绝缘套管，以避免流体中的电流被管壁短路。
2．磁路系统
磁路系统的作用是要产生一个磁场，而产生的磁场波形由选用的励磁方式决定。励磁方式的不同直接影响到仪表的抗干扰性，常用的有直流励磁、正弦交流励磁、恒电流方波励磁三种。
（1）直流励磁利用永磁体或者直流电源励磁产生恒定磁场，简单可靠，受交流磁场干扰小。但其显著缺点是直流感应电动势在两个电极表面形成固定的正负极性，引起被测介质电解，电极间电阻增大，感生的流量产生的电动势减小。所以这种方式只适合于非电解质的导电液体（如液态金属）的测量。
（2）正弦交流励磁利用正弦交流电给电磁流量传感器中的励磁绕组供电，产生交流正弦磁场，能避免直流励磁所带来的电极极化问题，缺点是会带来一系列的磁干扰和噪声，如串模干扰和共模干扰。
创模干扰：在相位上比流量信号滞后90°的干扰信号，途径之一是导电液体和外电路构成的闭合回路在交变磁场作用下产生的感应电动势；其二是被测导电流体形成流柱，在垂直于磁力线的轴向截面上产生涡电流。
共模干扰：频率相位与流量信号一致的干扰信号，产生的主要原因之一是绝缘电阻和分布电容产生分压；之二是杂散电流在地线上产生压降。
实际应用中可采用降低电源频率、严格电磁屏蔽、线路补偿、使用独立地线等方法，减小这些干扰的影响。
（3）恒电流方波励磁励磁电流大小恒定，克服了直流励磁带来的电极极化问题，但线路较为复杂。
电磁流量转换器的作用是通过内部的线性放大器将传感器输出的毫伏级电压信号放大，并装换成标准电流、电压或频率输出，实现流量的显示、记录、积算等功能。此外，针对相应的励磁方式，内部电路中还应包括抗干扰电路。
三、电磁流量计的选用和安装
（一）选用
电磁流量计的选用应综合使用场合、被测介质、测量要求等因素来考虑。
一般的化工、冶金、污水处理等行业可以选用通用型电磁流量计，有爆炸性危险的
场合则应选用防爆型，医药卫生等行业则可选用卫生型。
对于测量精度的选择也应视具体情况而定，应在经济允许范围内追求精度等级高的流量计，例如一些高精度的电磁流量计误差可以达到±（0.5～1）﹪，可用于昂贵介质的精确测量，而一些低精度流量计成本较为低廉，用于对控制调节等一般要求的场合。
被测介质的腐蚀性、磨蚀性、流速、流量等因素也会影响电磁流量计的选择，实际应用中应因情况而合理选择，具体可查询相关手册。
（二）传感器的安装
传感器的安装应注意以下问题：
1）避免安装在周围有强腐蚀性气体的场所；避免安装在周围有电动机、变压器等可能带来电磁干扰的场合；如果测量对象是两相或多相流体，应避免可能会使流体相分离的场所；避免安装在可能被雨水浸没的场所，避免阳光直射。
2）水平安装时，电极轴应处于水平，防止流体夹带气泡可能引起的电极短时间绝缘；垂直安装时流动方向应向上，可使较轻颗粒上浮离开传感电极区。
3）传感器应采取接地措施以减小干扰的影响。在一般情况下，可通过将参比电极或金属管将管中流体接地，将传感器的接地片与地线相连。如果是非导电的管道或者没有参比电极，可以将流体通过接地环接地。
本实验装置选用电磁流量计作为传感器。
控制阀概述：
控制阀是自动控制系统中非常重要的一个环节，犹如人的手和脚。控制阀调节流体流量，克服干扰来保证被控变量达到给定的工艺指标。
控制阀的阀部分由阀的内件和阀体组成，阀的内件包括阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等。上阀盖和填料函用于对阀杆密封和对阀杆进行导向，防止工艺介质沿控制阀门的阀杆这个可动部件向外泄漏，它是阀体不可分割的一部分。
常规的上阀盖结构形式一般有四种：普通型、散热片型、长颈型和波纹管密封型。材质一般有铸铁、铸钢和不锈钢，填料函一般为聚四氟乙烯或柔性石墨。
典型的控制阀的阀盖由与阀体相同的材料或等效的材料制成。阀盖承受与阀体相同的温度和腐蚀性影响，阀杆密封在经过几百次的循环动作之后，就会磨损，在工程应用中，流体压力也会导致密封磨损；填料的选择也是一个问题，填料选择不当，控制阀的摩擦力增大而导致控制阀死区增大或者很容易使阀杆密封失效。
因此，选择控制阀，除了阀体结构、材质、执行机构、口径计算外，还应根据控制流体的压力、温度、压差、流体的性质，合理选择上阀盖的结构形式和填料函，以防止流体沿着控制阀阀杆泄漏出来，即应充分考虑阀杆密封的性能和使用寿命。这在工程设计中显得非常重要。
在强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺流体中，控制阀一般不采用普通型、散热片型、长颈型上阀盖及密封结构形式，因为此种结构形式的密封性能和使用寿命极为有限。在强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺条件下，一旦阀杆密封被破坏，强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺介质从控制阀阀杆中泄漏出来，会对周边环境和人身安全带来严重的后果。
采用波纹管密封型形式是解决上述问题的一个途径。波纹管一般由不锈钢做成。这种特殊的阀盖结构保护控制阀的填料函避免和流体接触，一旦波纹管破裂，在波纹管上面的填料函结构会防止波纹管破裂失效时产生的严重后果。在工程实际中，波纹管密封形式的选择应充分考虑波纹管密封的压力的额定值会随温度的增高而降低，流体中不能有固体的颗粒存在，及波纹管材料的最长循环动作寿命等。在不锈钢不耐某些工艺介质腐蚀的强腐蚀的场所，如工艺介质为湿氯气时，湿氯气中含有的微量盐酸会使不锈钢波纹管很快被腐蚀，则控制阀阀杆不能采用波纹管密封的形式。
4流量监控系统软件设计方案
4.1MCGS组态软件简介
4.1.1MCGS组态软件的功能和特点
MCGS即“监视与控制通用系统”，英文全称为：“Monitor and Control Generated System”。MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
MCGS 工控组态软件的功能和特点可归纳如下：
1.概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成多数简单工程项目的监控程序设计和运行操作。用户可避开复杂的计算机软硬件问题，集中精力解决工程本身的问题，按照系统的规定，组态配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位机监控系统。
2.功能齐全，便于方案设计。MCGS为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从设备驱动（数据采集）到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲
线显示等各个环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用，用户只需根据工程作业的需要和特点，进行方案设计和组态配置，即可生成用户应用软件系统。
3.实时性与并行处理。MCGS充分利用了Windows 操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能，使PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。工程作业中，大量的数据和信息需要及时收集，即时处理，在计算机测控技术领域称其为实时性任务关键任务，如数据采集、设备驱动和异常处理等。另外许多工作则是非实时性的，或称为非时间关键任务，如画面显示，可在主机运行周期时间内插空进行。而像打印数据一类的工作，可运行于后台，称为脱机作业。MCGS 是真正的32位系统，可同时运行于Microsoft Windows95，98和Microsoft Windows NT平台，以线程为单位进行分时并行处理。
4.建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行。MCGS 组态软件由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成。其中的“实时数据库”是整个系统的核心。在生成用户应用系统时，每一部分均可分别进行组态配置，独立建造，互不相干；而在系统运行过程中，各个部分都通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制。
5.设立“设备工具箱”，针对外部设备的特征，用户从中选择某种“构件”，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制。不同的设备对应于不同的构件，所有的设备构件均通过实时数据库建立联系，而建立时又是相互独立的，即对某一构件的操作或改动，不影响其它构件和整个系统的结构，从这一意义上讲，MCGS是一个“设备无关”的系统，用户不必因外部设备局部改动，而影响整个系统。
6.“面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS的组态工作既简单直观，又灵活多变。用户可以使用系统的缺省构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格的图形界面、标准Windows风格的图形界面以及带有动画效果的工具条和状态条。
7.利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。以图象、图符、数据、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的的状态、品质及异常报警等有关信息。用变化大小、改变颜色、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动
摘要 (2) 一：概述 (3) 二：自动化生产线监控系统的方案设计 (3) 2.1、研究的目的、意义 (3) 2.2、自动化监控系统的控制要求 (4) 三、自动化生产线监控系统电路设计 (4) 3.1、设备选型 (4) 3.1.1、命令输入设备选型 (4) 3.1.2、传感器设备选型 (4) 3.1.3、计算机选型 (4) 3.1.4、I/O选型 (4) 3.2、系统方框图 (5) 3.3、FX2N-48MR 的I/O分配表： (5) 3.4、系统接线图 (5) 3.5、系统软件选型 (6) 四、系统软件的设计与调试 (6) 4.1、建立工程 (6) 4.2、定义变量 (9) 4.2.1变量的分配 (9) 4.2.2变量定义的步骤 (9) 4.3画面的设计与编辑 (12) 4.4 动画连接和调试 (15) 4.5 控制程序的编写 (16) 4.5.1 事件命令语言程序的编制 (16) 4.5.2应用程序命令语言程序的编制 (17) 五、程序的模拟运行遇调试 (18) 5.1 配置画面 (18) 5.2程序的模拟调试 (19) 六、软硬件联调。 (19) 6.1 系统的电路连接 (19) 6.2 FX2N-48MR 型PLC通信参数设置 (19) 6.3 在组态王中进行三菱FX2N-48MR型设备配置 (19) 6.3.2 将I/O变量与设备进行连接 (21) 6.3.3 系统软、硬件的联调 (21) 七、结论 (21) 八、致谢：..................................................................................错误！未定义书签。参考文献. (22) 附录： (23)
前言 (2) 第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3) 功能与要求 (3) 方案的论证与比较 (3) 方案的确定 (5) 1.3.1数据采集通道的理论计算 (5) 1.3.2温度值粗测理论推导 (6) D的理论推导 (6) 1.3.3 根据T1确定差分部分AV 第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7) 系统硬件框图 (7) 系统的输入通道设计 (7) 单片机最小系统 (8) 人机接口电路 (8) 2.5串口电路 (9) 执行电路 (9) 第三章软件设计 (10) 下位机软件的设计 (10) 3.1.1下位机主程序设计 (10) 3.1.2 CH451中断子程序设计 (11) 3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12) 3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13) 3.2上位机软件设计 (13) 第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15) 硬件调试 (15) 软件调试 (15) 4.3整机调试过程 (16) 第五章设计体会与小结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
前言 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
《智能仪器原理及设计》报告 专业： 学号： 姓名：
目录 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计过程 (3) 1.2.1 设计总体方案 (3) 1.2.2 器件的选择 (4) 1.2.3 电路设计 (7) 1.2.4 软件设计 (9) 1.3 总结 (12)
基于单片机的温度传感器设计 1.1 设计要求 实现室温测量，并使用液晶屏显示实时温度。 1.2 设计过程 1.2.1 设计总体方案 根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C52为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。 采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0～100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C52构成的温度装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。 采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的工艺兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数。 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C52单片机上，经过单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器液晶屏显示实现。检测范围-55摄氏度到125摄氏度。 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如图1所示 图1 数字温度计总体电路结构框图
智能仪表的温度控制系统 摘要：随着总线智能仪表技术的不断发展，智能化数字仪表功能和应用日益广泛。本系统是基于CPLD和A T89S52单片机设计采用专家PID控制的总线型温度控制系统。系统具有稳定度高、精度高和抗干扰能力强的优点，并且可以在工业生产过程中进行实时监控，具有将监控数据远程传输给控制终端的能力。应用实践证明，系统各方面均较为完善，具有很好的应用意义和市场价值。 关键词：温度控制；CPLD；PID控制；智能模糊算法 1 温控系统现状 智能仪表中的微处理器具有一定的数据存储和处理能力,在软件的配合下,智能仪表功能可以大大增强,用于温度测量的温度传感器如热电偶、热电阻,因其温度与热电势(或电阻)的关系是非常复杂的曲线关系,因此寻求合适的温度与热电势(或电阻)的关系式,以应用于温度测量及计算,是决定智能仪表温度测量精度高低的关键。 随着现代科学技术的迅速发展及工业控制中自动化要求的提高，对现场检测控制仪表的智能化程度的要求也越来越高,并且要求仪表具备较强的远距离通信的功能,智能仪表逐渐向数字化、网络化和智能化方向发展。在现代工业生产作业中，温度控制是各种工业生产过程中的重要因素。尤其是在钢铁、食品、化工、冶炼等行业的生产过程中，更加需要严密的温度控制系统。而且在这样的系统中通常是需要监测和控制多个温度参数并且需要将数据远程传输到控制终端。在以往的温度控制系统中，通常有以下的不足和缺陷：系统精确度不够，只能检测单个温度参数；温度控制仪表中检测使用电压较低，不能直接应用于控制的对象系统。基于以上的考虑，在设计系统的过程中增加了相应的功能，以便提高系统对整体效率和性能。系统采用AT89S52为核心控制器，利用A\D转换器和模糊智能算法实现四路温度监测和控制功能，并能通过远程通信传输到控制终端。 2 系统设计 系统主要组成模块：AT89S52 单片机、CPLD、信号输入、信号输出以及串口通信，如图1 所示。单片机电路：采集键盘的输入信号、串行端口的传输信号、液晶屏幕的显示信号、过零检测信号处理。CPLD模块：产生PWM控制信号，利用PWM输出的控制信号来控制加热器件的工作状态。功率控制电路模块：采用可控硅输出光耦的耦合形式，利用关断与导通的时间比值作为参数调节器件的功率。芯片采用MOC3081，是零触发双向可控硅模式芯片。这种设计方式可以减少后续功能器件对前端器件模块稳定性的影响。
智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配Cu100热电阻，测温范围为0℃~150℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号：
单片机技术课程设计说明书智能仪器人机接口电路设计 专业电气工程及自动化 学生姓名 班级BMZ电气081 学号 指导教师周云龙 完成日期2011年6月9 日
摘要 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了。计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。 科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米平方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。 现在应用较广泛的是科学计算器，所谓科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别：只能进行正数加、减、乘、除四则运算的计算器叫做简单计算器；科学计算器是指能兼容正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能的计算器。 计算器的未来是小型化和轻便化,如使用太阳能提供电池的计算器,使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,随着社会的发展,知识的更新,各行各业的需要带动了电子产品的发展,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为现代社会应用广泛的计算工具。 关键词：MCS-51 8051单片机；人机接口扩展4X4按键；计算器；加减乘除；LCD128X64;
目录 第一章绪论 (4) 1.1本课题的研究意义 (4) 1.2设计目的 (4) 设计任务 (4) 第二章计算器系统简介 (3) 2.1单片机发展现状 (3) 2.2计算器系统现状 (4) 第三章主要器件简介 (4) 3.1MCS-51系列单片机简介 (4) 3.2键盘电路的设计 (7) 3.3LCD12864模块介绍 (8) 第四章计算器系统设计 (15) 4.2键盘扫描的程序设计 (15) 4.3显示模块的程序设计 (16) 4.4主程序的设计 (17) 4.5系统调试 (17) 结语 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21) 附录1 系统PCB图............................................................ 错误！未定义书签。 附录2 PROTEUS仿真图 (23) 附录3 程序由于采用的是汇编语言太长，可以在软件KEIL中查阅 (23)
高速公路监控系统 课程设计 题目名称 学号 姓名 指导教师 提交日期
高速公路隧道视频监控系统课程设计 一、说明 1、高速公路与一般公路相比，具有线型好，交通流量大，车行速度快等特点，高速公路隧道又是高速公路路网的咽喉路段，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。视频监控系统的建立可实施高速公路咽喉地段交通流量和交通运行监视，对关键路段实施交通适时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，以确保高速公路安全、快速、舒适、经济地运营。 2、本次设计某公路隧道为单向双车道双洞隧道，上下行线长均为5km，行车道每隔150m左右设置一台摄像机，双洞大约共要64台摄像机。两洞之间由4个车行横洞相连，每1km设计一个车行横洞。隧道的主要技术条件为：隧道单洞净宽10.5m，净高5m，行车道宽7.5m，设计车速80km/h。 3、根据隧道特点，视频监控系统设计应充分考虑到本隧道具有距离长、照度低、通风条件差、湿度高及有害气体浓度大、以及具有较强腐蚀性等特点。系统要求在隧道正常运行时，能够循环显示监视图像，并还能将所有监视画面集中显示。在右报警时，能自动切换进行监视，并能启动录像机进行录像存档。系统还要求摄像机有自动检测功能。 4、对于高速公路隧道的视频监控方案主要考虑隧道的入口、中间段、出口处的实时图像状况。 视频监控系统的功能主要体现在以下几方面： 1）通过网络实现远程视频图像实时浏览； 2）通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作； 3）通过图像监控报警联动功能，对突发事件及时预警和及时处理； 4）配合其它系统的工作。 5、视频监控系统由视频摄像子系统、图像传输子系统、输出子系统、控制子系统组成。 1）视频摄像子系统，包含摄像机、摄像机镜头、摄像机支架、防护罩、云台等。主要任务是全天候拍摄隧道中监视范围内的车辆及环境场景，完成信息采集。 2）图像传输子系统，主要指视频发射机、中继器、接收机、线缆、视频分配器等。完成采集图像信号的传输工作。 3）输出子系统，包括监视器、硬盘录像机、延时录像机。将接收到的图像一一显示出来。 4）控制子系统，包括云镜控制器或控制键盘、副控键盘、矩阵切换器、画面分割器等。控制系统是实现整个系统功能的指挥中心。 摄像系统将现场的视频信号采集拾取到监视系统中，由传输系统完成视频信号的传递，视频信号在监控室连接到监视器、录像机等输出设备，系统用户通过控制键盘、解码器等控制子系统的设备完成变焦、旋转等功能，其基本原理图如
课程设计报告 课程：智能测量仪表 题目：智能测量仪表 学生姓名： 专业年级：自动化 指导教师： 信息与计算科学系 2013年3月23日
智能测量仪表 本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。其输出电压与摄氏温度成线性比例关系，无需外部校准，在0℃～100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。，输出电压与摄氏温度对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃，重复性好，输出阻抗低，电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。是一种得到广泛使用的温度传感器。 本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结，并能有效的使用到项目研发中来，做到学以致用。课程设计的内容主要分为三个部分，即使用所学编程语言（C或者汇编）完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计（也可以用C+API实现）、按照课程设计规范完成课程设计报告。
目录 1．课程设计任务和要求 (3) 1．1 设计任务 (3) 2．2 设计要求 (3) 2．系统硬件设计 (3) 2．1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3) 2．2 LM35DZ简介 (7) 2．3 硬件原理图设计 (7) 3．系统软件设计 (10) 3．1 设计任务 (10) 3．2 程序代码 (10) 3．3 系统软件设计调试 (17) 4．系统上位机设计 (18) 4．1 设计任务 (18) 4．2 程序代码 (18) 4．3 系统上位机软件设计调试 (21) 5．系统调试与改善 (22) 5．1 系统调试 (22) 5．2 系统改善 (22) 6．系统设计时常见问题举例与解决办法 (24) 7．总结 (25)
《智能仪器原理与设计》课程教学大纲 课程编码：课程类型：专业课 总学时：54 学分：3 第一部分相关说明 一、课程的性质和任务 课程的性质：《智能仪器原理与设计》是电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。通过本课程的学习，使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法，包括硬件和软件两个方面。 课程的任务：使学生掌握智能仪器的基本工作原理，具备智能仪器的初步应用能力，为将来从事智能仪器的工作打下坚实的基础。智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。 本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。 二、课程的基本要求 本课程主要研究智能仪器的基本原理与基本分析方法，以单元电路的分析和设计为主。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： 1、对智能仪器各组成单元的基本工作原理、性能指标以及它们在整机中的作用形成明确的认识。 2、掌握这些单元电路的分析、计算和设计方法，以及实验操作技能。 三、教学方法与重点、难点 教学方法：针对本课程学时少，内容多，技术发展快，实践性强等的特点，应采取探讨式和启发式教学；教学过程以课堂为主。 重点：人机接口电路、通信接口电路和软件编程。 难点：智能仪器的应用。
四、本课程与相关课程的联系 学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。因此，应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》，《单片机原理与应用》等课程，为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础，是该专业学生的毕业前的综合性设计课程。 五、学时分配 总学时：54学时，其中理论教学时数为36学时， 1、考核方式：笔试（闭卷） 2、成绩评定：平时成绩（测验及作业等）占×30%，期末考试成绩占×70%。
工厂 视频监控系统工程 工 程 设 计 方 案 地址：传真：联系电话：
网址：邮箱：1 目录 一、系统应用概述 (3) 二、项目需求 (3) 三、前端设计 (4) 四、XXXXXXXXXXX工厂监控点分布及选型： (5) 五、设备安全 (5) 六、系统主要设备介绍： (6) 1、智能球型摄像机 (6) 2、低照度摄像机 (7) 3、超宽动态摄像机 (8) 4、强光抑制照车牌红外摄像机 (9) 5、一体化摄像机 (10) 6、海康威视嵌入式硬盘录像机 (11) 七、报价清单： (13) 技术支持与人员培训 (15) 售后服务 (15) 附平面设计图 (15) 2 一、系统应用概述 视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过嵌入式硬盘录像机及辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然；同时它可以把监视场所的图像和声音全部或部分记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。 二、项目需求 XXXXXXXXXXX工厂是将各摄像机的图像接入本地录像设备（即嵌入式硬盘录像机），通过嵌入式硬盘录像机将模拟图像进行数字化压缩处理后存储在硬盘中，然后通过网络访问嵌入式硬盘录像机，来查看、监视工厂内的安保情况。 系统主要实现功能如下： 1) 图像摄取功能 图象质量好、画面质量清晰逼真 对重要部位进行实时远程监控录像
可进行多画面分割和单画面显示。 可对整个场所进行全方位视频监控。 2) 录像功能 单路和多路图像信号同步录入，本地能保持将近15天的录像时间。 录像方式有以下几种： A、手动录像：人工操作录像； B、全天候录像：一天24小时不间断的录像； C、移动侦测录像：当有移动物体时开始录像，移动物体离开时停止录像； D、报警联动录像：当有传感报警时开始录像； E、事件录像：当发生某些事件时，系统自动开始录像。 录像的存储介质是硬盘，所有资料都存储在硬盘中，当硬盘存满时，系统会自动覆盖之前的录像，以最新的代替最老的，一天覆盖一天的覆盖过去。 3) 显示功能 本地通过显示器,用于终端显像,每一个监视器可显示4/9/12/16分割画面。监控中心可配备电视墙、视频矩阵和控制键盘，可以控制任意画面的任意切换，对监控范围内的所有摄像机进行切换监看。 3 4) 图像检索功能 对录像能方便检索回放；可指定某个时间段任意回放。 录像存储在硬盘录像机的硬盘里，用户可以在任意时间调查录像，可以选择任意一个通道、任意一个时间段的录像，再进行回放查看，如果录像存在疑问，还可以通过USB设备将录像直接拷贝下来。 系统中所用的嵌入式硬盘录像机具有网络功能，将录像机接入到网络上，无论是局域网里的用户还是广域网的用户，都可以通过网络录像机，查看现场的情况。 5) 远程传输功能 可将本地的硬盘录像主机的图像通过网络传输到有关部门进行远程监看。 系统中所用的嵌入式硬盘录像机具有网络功能，将录像机接入到网络上，无论是局域网里的用户还是广域网的用户，都可以通过网络录像机，查看现场的情况。 三、前端设计 根据甲方的需求及提供的图纸，设计大门口安装2支强光抑制照车牌红外摄像机，监看出入车辆情况及大门的情况；设计在侧门（消防紧急出入口）安装1个强光抑制照车牌红外摄像机，监看侧门出入的情况；设计在外围围墙安装15个低照度摄像机，监看外围围墙及厂周边的安保情况；设计在摩托车停放区安装1个低照度摄像机，监看停车场内的停车情况；设计在修车房安装1个低照度摄像机，监看修车房的情况；设计在车间一靠侧围墙通道安装2个低照度摄像机，监看走道的情况；设计在原纸仓的两个装卸货区安装2个低照度摄像机，监看货物的拆卸及出入的情况；设计在成品仓安装7个超宽动态摄像机，主要监视货物的出入情况；设计在车间一安装4个球型摄像机，监看车间内的工作情况；设计在3号厂房一层安装4个低照度摄像机，监视四个产品成品出口；在3号厂房二层安装3个球型摄像机，监视二层厂房内的工作情况；设计在4号厂房的一层、二层共安装6个球型摄像机，监视一、二层厂房内的工作情况；设计在办公楼安装若干个摄像机，确保办公室安保情况和协助管理；设计在宿舍楼安装若干个摄像机，确保宿舍楼的安保情况。
智能控制仪表课程设计 ----基于51单片机地智能控制仪表简单设计 学校：红河学院 专业：电气工程及其自动化 姓名：和红昌 学号：201005050354 班级：10级电气叁班 指导老师：牛林
第1章引言 仪器仪表是人类认识世界地工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力地提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术地发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统地指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器地出现以及单片机地兴起与应用,设计者将计算机特有地许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新地智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质地飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切地一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换,将输入地模拟量转换成单片机能够检测地数字量进行分析和监测控制,同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示.与此同时通过所查阅地资料我还了解到随着测量技术地发展和微处理器地广泛应用,单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定地工作就必须外加监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体地专用集成芯片 X5045.该芯片地应用将有利于简化单片机系统地结构,增强功能、降低系统地成本,尤其是大大地增加了系统地可靠性.X5045中地看门狗对系统提供了保护功能.当系统发生故障而超过设置时间时,电路中地看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应.X5045提供了三个时间值供用户选择使用.它所具有地电压临控功能还可以保护系统免受低电压地影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止.本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表地设计方法,同时掌握在开发系统下实现部分软件地仿真方法. 第2章控制系统地硬件设计 硬件组成智能仪表地硬件方框图如图2.1 图2.1 智能控制仪表地原理框图
远程监控技术课程设计报告 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1203 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2015年7月22日
1设计内容及要求 1.1具体题目 依据给出的牵引供电的典型控制对象—纽结型开闭所主接线如图1.1所示。要求每位同学设计时对所有开关器件进行编号，一般为8位二进制编码，模拟量对采集节点进行编号，一般为电流、电压及功率，然后根据各自选择不同的节点进行设计。 TV1TV2 TV3TV4 QS1 QS4 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 QS3 QS6 QS2 QS7 QS8 QS9 QS5 QS10 TA1 TA2 TA3 TA4 TA5 TA7 TA6 TA8 TA9 TA10 TA11 TA12 图1.1 纽结型开闭所主接线 设计内容包含：8路遥信量采集和一路功率量和一类常用电参量测量。数据采集点编号如表1所示。 数据采集 Q Q Q Q Q Q Q Q 1H2H3H4H5H6H7H8H 2硬件系统设计
2.1遥测量采集系统设计 2.1.1采集系统框图设计 遥测信息是表征系统运行状况的连续变化量，分为电量和非电量两种。电量指的是一次系统中母线电压、支路电流、支路有功和无功等，非电量指的是发电机定子和转子的温度、水库的水位等。不论是电量还是非电量都需要转换成计算机能够处理的弱电信号，如0~5V或-5~+5V的直流模拟电压。由于电力系统中的电量均为强电信号，因此这些量必须先经过电压互感器TV和电流互感器TA，再经过相应的变送器，转换成弱电信号。这些弱电直流模拟信号受多路开关控制分时接入模/数(A/D)转换电路，经A/D转换电路后转换成一组二进制代码。遥测量的转换过程如图2.1所示。 图2.1 遥测量的采集框图 2.2遥信量采集系统设计 遥信信息是二元状态量，在电力系统中，遥信信息可以表示设备的启停、断路器的投切、隔离开关的开合、告警信号的有无、保护动作与否等 (1) 遥信对象状态的采集 遥信信息通常由电力设备的辅助接点提供，辅助接点的开合直 接反应出该设备的工作状态。提供给远动装置的辅助接点大多为无源接点，即空接点，这种节点无论是在“开”状态还是“合”状态下，接点两端均无电位差。断路器和隔离开关提供的就是这一类辅助接点。另一种辅助接点则是有源节点，有源节点在“开”状态时两端有一个直流电压，是由系统蓄电池提供的110V或220V直流电压。一些保护提供此类接点，遥信量采集如图2.2所示。 无论无源还是有源触点，由于他们来自强大系统，直接进入远动装置将会干扰甚至损坏远动设备，因此必须加入信号隔离措施。通常采用继电器和光电耦合器作为遥信信息的隔离器件，如图2.3所示。
银行视频监控系统课程设计
目录 1.引言 (4) 1.1设计背景 (4) 1.2建筑概况 (5) 1.3设计目标 (6) 2.设计依据和设计要求 (6) 2.1设计依据 (6) 2.2设计原则 (7) 2.3确定风险等级 (9) 3.系统组成 (12) 3.1 前端设备 (12) 3.1.1 摄像机 (13) 3.1.2 镜头的选择 (14) 3.1.3 其它前端设备 (16) 3.2 传输设备 (16) 3.2.1 视频信号传输 (17) 3.2.2 摄像机电源线 (17) 3.2.3 控制信号传输 (17) 3.2.4 传输部分的管槽敷设 (18) 3.3 终端设备 (18) 3.3.1 视频分配放大器 (18) 3.3.2 监视器 (18) 3.3.3 视频多画面分割器 (19) 3.3.4 录像机 (19)
4.系统功能说明 (19) 5.系统布设介绍 (20) 5.1前端监控设备布设 (21) 5.2系统原理图 (23) 5.3中心控制室布局设计 (23) 6. 设备选型 (24) 6.1 前端摄像机焦距计算 (24) 6.2 设备选择 (26) 7. 工程点位表 (31) 8. 结论 (32) 参考文献 (33)
1.引言 1.1设计背景 为了遏制和打击犯罪、减少金融风险，银行需要对重要地点和营业场所进行有效和可靠的监控，实现对重要地点和营业场所的音、视频资料进行录像保存。 目前，电视监控虽实现了由模拟到数字的技术提升，但使用管理方式并未发生质的变化，仍然停留在单点式管理阶段，其弊端表现在以下几个方面:一是监控由营业网点自行管理，由于人员素质及管理精力不足等原因，设备出现故障不能及时发现；二是网点分布广，查阅调用录像不方便；三是报警后不能自动及时上传图像资料，重点在事后查证；四是录像资料的调阅在就可直接办理，基层网点有关人员可以删除信息资料，甚至可以借所谓的"客观原因"停用录像；五是由于基层机构人力限制和岗位轮换等原因，掌握监控设施管理流程和技术的
引言 我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例，这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期，设备可靠性明显降低，某些仪表的备品备件也得不到保障，因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量，断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多，既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号，也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号，还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。
第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统，由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成，第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。 1.2 数据采集系统的应用 数据采集系统的硬件设备又叫数据采集器，根据数据采集器的使用用途不同，数据采集器大体上可分为两类：在线式数据采集器和便携式数据采集器。在线式数据采集器又可分为台式和模块式，台式、便携式数据采集器大部分由交流电源供电，模块式数据采集器大部分由直流电源供电，一般是非独立使用的。在采集器与计算机之间由电缆联接构成数据采集传输系统，一般不脱机单独使用。数据采集器的应用涉及到众多的领域，下以介绍数据采集器及系统的几种典型应用。
监控技术及课程设计_第三次作业 14.调度端由哪些设备构成？各完成什么功能？你想象中调度端是什么样子？ 答： 调度端由服务器，WEB服务器，调度员工作站，维护工作站，分析员工作站, 通信前置机及打印机，模拟屏（大屏幕显示器）等外设组成，其结构图如下图所示。 服务器：网络服务、数据处理、设备监管、定时服务、进程监管 调度员工作站：网络通信、上行实时信息处理、操作管理 通信前置机：网络通信、查询RTU、上下行信息转发、信道监视 维护工作站：用于生成、维护、修改、管理系统的实时数据库、历史数据库及用户画面，并定义、修改系统运行参数等 模拟屏：系统状态同步显示 打印机：打印报表或记录等 不停电电源UPS系统：保证在停电状保持运行30分钟（60分钟） GPS系统：保证调度端与执行端及的一致性，便于故障分析和判断 15.简述调度端软件的结构、功能。 答： 远动系统调度软件是指对在调度端系统运行的所有程序总称，一般分为系统软件、应用软件和数据库软件。结构图如下图所示：
系统软件：计算机中所使用的操作系统，面向计算机本身，不针对特定用户，具有一般性。 支持软件：开发支持环境和数据库管理系统（DBMS）。 应用软件：在远动监控系统中特指为实现调度自动化功能设计的应用程序，面向用户，具有针对性。实现五遥、数据报表统计、记录事件分析等调度自动化管理各项功能。 16.被控站置于何处？由哪些设备构成？有哪些功能模块？ 答： 被控站是置于变电所、开闭所、分区亭用以采集和发送实时运行参数，接收并执行调度中心控制与调节命令的终端设备。 其硬件结构包括：主处理器CPU，只读存储器ROM，随机存储器RAM，定时器，中断管理及串、并接口和外围电路等。 其功能模板包括：CPU板，系统支持板，键盘显示板，开关量输入板，A/D板，通信板，控制输出板。 17.什么是事件顺序记录？什么是事件分辨率？ 答： 事件顺序记录是记录变位信号的位置和发生时间，便于对相关事件进行分析；
《智能仪器设计》课程设计报告书 学院：信息工程学院 班级：自动化0705 学号：07001193 姓名：孙少秋
摘要 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能温度控制仪表化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。 Abstart Single-chip micro-computer, with the ultra-large scale integrated circuit technology, the development of the birth, and because of its small size, strong function and high cost performance, it is widely used in electronic equipment, household appliances, energy-saving devices, military devices, robots, industrial control and many other areas to make product miniaturization, intelligent temperature control instrumentation, both to improve the product's features and quality, but also reduce the cost and simplify design. This paper introduces the MCU to the temperature control applications.
中北大学 课程设计报告 （实时监控报警系统） 学院：软件学院 专业：软件工程系 学生姓名：严云飞学号：0921010447 设计题目：实时监控报警系统 设计地点:软件学院机房 指导教师:尹四清薛海丽
目录 一、课程设计题目……………………………………………………… 二、设计目的…………………………………………………………… 三、需求分析………………………………………………………… 四、概要设计…………………………………………………………… 五、详细设计…………………………………………………………… 六、心得体会…………………………………………………………
一、课程设计题目: 实时监控报警系统 二、设计目的 数据结构是计算机专业的核心课程，是计算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础。它主要研究信息的逻辑结构及其基本操作在计算机中的表示和实现。 数据结构是实践性很强的课程。课程设计是加强学生实践能力的一个强有力手段。课程设计要求学生在完成程序设计的同时能够写出比较规范的设计报告。严格实施课程设计这一环节，对于学生基本程序设计素养的培养和软件工作者工作作风的训练，将起到显著的促进作用。 三、需求分析 1．程序设计任务： 建立一个报警和出警管理的系统。 2. 明确规定： 1. 采用一定的存储结构存储报警信息，要求有内容、时间； 2. 有一次的出警就应该在待处理的信息中删除这条信息； 3. 记录出警信息； 4. 待处理信息过多时会发出警告； 四、概要设计 1本程序中用到的抽象数据类型定义如下 ADT List { 数据对象：D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,....,n,n>=0} 数据关系:Rl={
智能仪表AI708在自动控制 系统的应用 摘要：智能仪表技术日趋成熟，作为自动化控制的重要组成部分，其在现代工业发展中已经得到了广泛的应用，特别是带有PID闭环控制功能的智能仪表实现了良好的控制功能。本文主要介绍宇电 AI708智能仪表在温度、液位控制系统中的应用。 关键词：智能仪表自动化控制 PID闭环控制 引言 随着微电子技术的不断发展，以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪表。 在湿法炼锌过程中，很多工艺控制点可以采用自动控制方式进行。智能仪表凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，在驰宏公司曲靖分公司锌厂得到了广泛的应用。 1智能仪表概况 智能仪表经过多年的发展，其技术日趋成熟。80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过IEEE—488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。 90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。 近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字PID和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。 国际上智能测量仪表更是品种繁多，例如，美国HONEYWELL公司生产的DSTJ-3000系列智能变送器，能进行差压值状态的复合测量，可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿，其精度可达到±0.1%FS；美国RACA-DANA公司的9303型超高电平表，利用微处理器消除电流流经电阻所产生的热噪声，测量电平可低达-77dB；美国FLUKE公司生产的超级多功能校准器5520A，内部采用了3个微处理器，其短期稳定性达到1ppm，线性度可达到0.5ppm；美国FOXBORO公司生产的数字化自整定