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智能仪器

智能仪器
智能仪器

1.什么是智能仪器?主要特点

智能仪器是计算机技术与测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器,由于对数据具有一定的智能作用,所以被称为智能仪器。

特点:测量过程的软件控制,强大的数据处理功能,多功能化。

2.简述推动智能仪器发展的主要技术。

传感器技术,A/D等器件技术的提高、单片机、dsp的广泛应用,ASIC FPGA/CPID 技术,LabView等图形软件技术,网络与通讯技术。

3.智能仪器有哪几种结构形式,简述

微机内嵌式和微机拓展式

a.将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中,仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统

b.将检测功能拓展到微机中,由特定的硬件模块完成输入信号的采集,放大,以及输出信号的数模转换等功能,并利用微机的硬件和软件完成数据的分

析和显示。

4.智能仪器的发展趋势

微型化,多功能化,人工智能,网络化,虚拟化。

5.模拟量输入通道划分几种形式。各自特点和应用场合。

单通道结构:被测信号只有一路。用于频率较高的模拟信号的A/D转换。

多通道结构:

多通道并行结构各通道同步采样转换,速度快。成本高,pcb体积大,功耗高。

用于采集的模拟信号频率很高,且各路信号必须是同步采样的高转换速率系统。

多通道共享结构用于对转换速率要求不高的系统。

6.智能仪器中常用的放大器类型和应用特点。

a.程控放大器,通过程序控制放大器的增益。

b.仪用放大器,放大电路输入阻抗与共模抑制比高,误差小,稳定好,长距离检测。

c.隔离放大器,保护设备和人身安全,提高共模抑制比,测量精确,在噪声下传送

信号。

7.A/D转换器中抗混叠滤波器的作用和应用场合。

过滤高频信号,采用抗混叠滤波器仅能通过0.5fs以下的低频信号。

应用,电能信号,声音振动信号等动态信号的采集。

8.A/d转换器中采样保持器的作用和场合。

作用,在ad转换器转换时间内保持被转换的模拟信号不变。

场合,适用于高频模拟信号的采集。

9.ad转换器划分的类型和应用特点。

1.并联比较型ad转换器,速度快,分辨率低的场合。

2.逐次逼近型ad转换器,速度仅次于上者,抗干扰能力低。

3.双积分型ad转换器,间接转换式,抗干扰强,高精度,速率低。

4.E-△调制型ad转换器,匹配精度要求低,分辨率高,成本低。

10. E-△调制型ad转换器工作原理。

由抗混叠滤波器,模拟E-△调制型,数字低通滤波器等组成。模拟信号经过低通滤

波器变成带限的模拟信号,E-△调制型以远高于奈奎斯特频率的采样频率,将信号变成低分频率数字信号,将采样频率低至奈奎斯特采样频率,获得高分辨率的数字信号。

11.ad转换的控制方式

程序查询方式,由微处理器向ad转换器发出启动信号。然后读入转换结束信号,

查询转换是否结束,若结束则读取信号,否则继续直到结束。

特点,简单,可靠,占cpu

延时等待方式,由微处理器向ad转换器发出启动信号,根据ad转换器的时间延迟,延时结束,读取数据。

特点,简单,不占用查询端口,占cpu,效率低,适合任务少的情况。

中断方式,由微处理器向ad转换器发出启动后处理其他事情,ad转换结束后向

cpu发出中断请求,cpu响应后读取结果。

特点,微处理器和ad转换并行工作,提高效率。

12.DA转换器类型划分和对应特点

权电阻网络da转换,结构简单,元件少

倒T型电阻网络da转换,精确度高,转换速度快

权电流型da转换,使用恒电流,提高转换精度。

13.阐述单片机和DAC0832构成正弦波发生器的思路

将DAC0832接成双极性输出形式,将一个360度周期的正弦波的幅值分为256个点,间隔为1.4度。查表得每个点对应的电压幅值,将数字量存入表格中,计算可取波形的1/4,然后循环送数,在U0输出端可获得连续的正弦波。

14.智能仪器开关量输出通道驱动执行机构时对应考虑的问题

执行机构通常需要较大的电压表控制,而cpu输出的开关一般为ttl电平,一般不能直接驱动,需要锁存器,经过隔离和驱动电路才能和执行机构相连。

15.智能仪器中常用按键和各自特点及应用

机械触点式按键,按键独立,适合游戏娱乐

导电橡胶式按键,轻触按键,用于手机,键盘等

薄膜开关按键,小巧轻便,美观密封,导电性好,性价比高,用于测量,医疗器械等

16.键盘接口技术软硬件应解决的问题

识键,确定是否按下

译键,在有按键按下时候,识别哪一个被按下并确定相应的键值

键值分析,根据键值找到相应程序的入口并执行

在键盘输入中还需要解决抖动单次键入等问题

17.为何要消除键盘抖动,总结方法

因为抖动可能导致计算机将一次按键操作误判为多次操作

硬件去抖,双稳态去抖,利用rs触发器的互锁功能。单稳态去抖,低通滤波电路消抖

软件去抖,延时去抖,在cpu首次检测按键按下时,延时10-20ms,等待按键稳定再

确认。

18.描述连击,串键问题分别论述问题的解决方法。

连击,在键释放前,被cpu检测响应多次。锁定法,延时法

串键,同时按下多个键。N键有效技术,n键锁定技术

19.总结非编码式矩阵键盘识别的方法和原理

扫描法,识键判断键盘上有无键闭合,消除抖动,软件延时,译键有按键闭合为确认,等待释放,防止连击。

线反转法,所有列线输出低电平,读取行线状态

所有行线输出低电平,读取各列状态

20.总结led动静态显示特性的区别。

静态显示特性:优点,亮度高,控制程序简单,显示稳定可靠,无需扫描,节省cpu

元件多,功耗大,占i/o多

动态显示特性,占i/o少,元件少,cpu多,编程复杂

21.lcd工作原理和类型划分

原理,液晶分子具有向列效应,当lcd正负面电极无外电压时,液晶材料有放光性,液晶屏幕无显示,在正负电极加电压,显示器有显示。

分类,段位式,字符点阵式,图形点阵式。

22.led与lcd显示器的电气特性区别。

电气特性,led的工作电压为1.2-2.6v,发光的工作电流为5-20mA。工作电压低,体

积小,响应速度快,颜色丰富。

Lcd工作电压为1.5-5v,电流数为uA,由cmos直接启动,响应时间较长。

区别,led为某些特殊半导体材料制成,lcd为发光二极管。

Lcd是一种液晶材料显示器,利用分子排列进行工作。

Led与lcd相比,led在亮度,功耗,可视度和刷新速度有优势

23.触摸屏的主要特点和分类。

电阻式触摸屏,密封性好,分辨率高,无漂移现象,材料硬度高,难于实现软触点技术,价格低

红外线触摸屏,用手指,笔遮挡光来触摸,在球面显示上不好用

电容式触摸屏,硬屏,触摸灵敏,支持多点触控,能用手或者触控笔,有漂移问题,分辨率低,价格高

表面声波触摸屏,是一块玻璃平板,针对较小尺寸设计,容易被破坏和干扰。

24,微型打印机的分类。

打印原理,针式微型,热敏微型,热转微型,微型字模

安装类型,嵌入式,台式,便携式。

数据传输,有线微型,无线微型

25.智能仪器数据处理的特点与优势

可用程序代替硬件电路完成多种运算,能自动修正误差,能进行逻辑判断,对参数进行复杂计算处理,精度高,抗干扰强

26.三种查表法

顺序查表法,按照顺序把表中元素的关键项逐一与给定值进行比较。查找速度慢,适用于数量不多的无序表。

对半查表法,每次截取表的一半进行比较查找,也称二分查表法。速度快,适用于有序表。

计算查表法,直接由关键项经过计算,即可直接找到所需要的数据。使用与有序表。

27.两种排序法

冒泡排序法,在有n个数据的数列中一次相邻比较相邻的一对数据,如不符合则交换两个数据的位置,最后实现数据从大到小的顺序排列。

希尔排序法,把整个数列分成若干小组,对同一组采取插入排序法,直到数据全部插入为止。

28.列举常用的修正系统的方法和对应特点

利用误差模型校正系统误差,建立系统误差的数学模型,从而确定校正系统的算法和表达式,进行校正。

利用离散数据建模型校正系统误差,难以建立系统的精确模型,通过测量得出一组反映被测量的离散数据。

利用标准数据校正系统误差,通过建立校正数据表的方法来修正系统误差,不仅可以提高精度,还可以提高运行速度。

29.传统仪器和智能仪器校准方法的差别

传统,通过对已知标准源直接测量,通过与更高精度的仪器比较

智能,自动对所得结果和已知标准进行比较,将测量的不确定性进行量比,验证仪器是否工作。

30.智能仪器自检方式有哪些

开机自检,周期性自检,键控自检

Ram,rom,键盘显示器,输入通道,输出通道,总线

31.干扰与噪声的区别

干扰,来自信号的外部,可以用屏蔽或接地方法,加以减弱和消除的影响

噪声,把由于材料或器件内部的原因而产生的污染类的影响

32.白噪声的特点

频谱从零频一直延伸到hz,范围宽,各个频率分量强度相等

具有均匀连续频谱

33.形成抗干扰的三要素

干扰源,耦合通道,接收载体

34.主要抗干扰技术

隔离技术,滤波技术,屏蔽技术和双绞线传输,接地技术

35.智能仪器设计应考虑的4方面的设计要求

技术指标和功能要求,可靠性要求,便于操作和维护,仪器工艺结构和造型结构设计要求

36.确定智能仪器需要完成任务的思考6个方面

仪表的作用和功能,确定技术经济指标,仪表输入信号的类型,范围和处理方法,过程通道为何种结构形式,仪表的显示格式如何,仪表是否具有通信功能

37.智能仪器设计三原则

整体到局部,较高性价比,组合化开放式

38.智能仪器研制的3步骤

确定设计任务和拟定方案,硬件和软件研制,硬软件综合测试,整机性能测试评估

39.智能仪器系统面临的3个突出问题

产品更新太快,市场竞争日益激烈,满足用户不同层次和不断的变化

40.组合化设计的优点

现成的功能模块,简化设计缩短周期

结构灵活,便于扩充和更新,适应性强

维修方便,功能模块可以量产,稳定。

检测技术与自动化装置

method 线性系统理论Linear system theory 362秋 机器人控制与自主系统Robotic contr ol and autono mous system 543春 计算机控制理论与应用Computer con trol system th eory and its application 543春 自动测试理论Automatic me asurement the ory 543春 运筹学Operation res earch 543秋 系统工程理论与应用System engin eering theory and its appli cations 543春 复杂系统建模与仿真Modeling and simulation o f complex sy stems 543秋 非 学位课现代控制理论 专题 Special topic of modern co ntrol theory 362 鲁棒控制系统Robust contro l systems 362春 最优控制Optimal contr ol 362春 自适应控制Adaptive Con trol 362春

最优估计与系统辨识Optimal estim ate and syste m identificati on 362春 过程控制Process contr ol 362秋 非线性控制系统Nonlinear con trol systems 362春 离散事件动态系统Discrete event dynamic syst ems 362春 PETRI网Petri net362秋 人工智能原理及应用Artificial intel ligence theory and its appli cations 362春 智能化方法与技术Intelligent me thod and tech nology 362 模糊理论与应用Fuzzy theory and applicatio ns 362春 模糊逻辑控制系统Fuzzy logic c ontrol system 362春 人工神经网络Artificial neur al network 362秋 遗传算法与进化算法Genetic and e volutional alg orithm 362春 实时控制系统Real-time con trol systems 362秋 机器人视觉Robotic visio362春

智能仪器简答题

1-1什么是智能仪器?智能仪器的主要特点是什么? 答:内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器成为智能仪器。特点:(1)智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关开实施对仪器的控制从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连。(2)微处理器的运用极大的提高了仪器的性能。(3)智能仪器运用微处理器的控制功能,可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自动诊断等功能,有力的改善了仪器的自动化测量水平。(4)智能仪器具有友好的人机对话能力。(5)智能仪器一般都配有GP-IB 或RS-232等通信接口,是智能仪器具有可程控操作的能力 1-9研制智能仪器大致需要经历哪些阶段?试对各阶段的工作内容做一简要的叙述。 答:1.确定设计任务:首先根据仪器最终要实现的设计目标,编写设计任务说明书,明确仪器应具备的功能和应达到的技术指标。2.拟制总体设计方案:设计者应首先一句设计的要求和一些约束条件,提出几种可能的方案。3.确定仪器工作总框图:当仪器总体方案和选用的微处理器的种类确定后,就应采用自上而下的方法,把仪器划分成若干个便于实现的功能模块,并分别绘制出相应的硬件和软件工作框图。4.硬件电路和软件的设计与调试:一旦仪器工作总框图确定后,硬件电路和软件的设计工作就可以齐头并进。5.整机联调:硬件、软件分别装配调试合格后,就要对硬件、软件进行联合调试。 1-10为什么目前智能仪器主机电路大多数采用单片机?选择单片机时应主要.考虑哪些因素? 答:单片机性能增强、体现在指令指令执行速度有很大提升;单片机集成了大容量片上flash存储器,并实现了ISP和IAP,单片机在低电压、低功耗、低价位、LPC方面有很大进步;单片机采用了数字模拟混合集成技术,将A/D、D/A、锁相环以及USB、CAN总线接口等都集成到单片机中,大大地减少片外附加器件的数目,进一步提高了系统可靠性能。 单片机的选择要从价格、字长、输入/输出的执行速度、编程的灵活性、寻址能力、中断功能、直接存储器访问(DMA)能力、配套的外围电路芯片是否丰富以及相应的并发系统是否具备等多方面进行综合考虑

智能仪器原理及应用

《智能仪器原理及应用》测试题 一、填空题(每空1分共25分) 1、模拟量输入通道包括、。 2、为了将A/D转换器中的运算放大器和比较器的漂移电压降低,常采用 技术。 3、克服键抖动常采用的措施、。 4、总线收发器的作用。 5、最基本的平均滤波程序是,改进型 有、、。 6、多斜式积分器有,其优点是,还有一种是,其作用是。 7、在通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块,通过软件来组合成各种功能的仪器或系统的仪器称为 或。 8、ADC0809,假定REF+=+5V,VREF-接地,则模拟输入为1V时,转换成的数字量为,若REF+=+2.5V,VREF-接地则模拟输入为1V时,转换成的数字量为 9、数字存储示波器可预置四种触发方 式、、、。 10、智能仪器自检方式有三种、、。 二、简答(每题5分共35分) 1、简述自由轴法测量原理。 2、系统误差的处理方法。 3、简述三线挂钩过程及作用。 4、智能仪器的设计要点。 5、若示波器屏幕的坐标刻度为8×10div,采用10位A/D,2K 存储器,则该示波器的垂直与水平分辨率各为多少?

6、简述线路反转法原理。 7、简述D/A双极性输出电路原理 三、综合 1、(20分)在一自动控制系统中,有温度、压力、流量三个待测量,试设计一测量电路,要求使用8位A/D,4位LED及相关逻辑电路。 (1)画出硬件连接图 (2)写出器件型号(CPU、A/D) (3)根据连接图,写出三通道的地址。 (4)简述测量过程。 2、(20分)下图为某一通用计数器框图 (1) 要测量10Hz的信号,试计算应选用的时标及闸门时间。 (2) 简述测量过程 (3) 其最大计数误差是多少? (4)为减小误差,应采用什么方法? 《智能仪器设计基础》试题 一、判断题(每题 2 分,共 20 分) 1. 因中值滤波满足比例不变性,所以是线性的滤波器。() 2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。() 3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型,非线性校正精度与离散数据精度无关,仅与建模方法有关。()

智能检测技术及仪表习题参考答案

智能检测技术及仪表习题答案 1.1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差? 被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ,称为绝对误差(Δ=x- A0)。 相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值(实际值)X0之比(δA=Δ/ X0×100%);公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值(示值)X之比(δx=Δ/ X×100%)。 引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。 1.2 什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?他们通常应用在什么场合? 测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析,相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析,引用误差用于用具体仪表测量。 1.3 用测量范围为-50~+150kPa的压力传感器测量140kPa压力时,传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。 Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=1.43%;δx=2/142=1.41%;δm=2/(50+150)=1% 1.7 什么是直接测量、间接测量和组合测量? 通常测量仪表已标定好,用它对某个未知量进行测量时,就能直接读出测量值称为直接测量;首先确定被测量的函数关系式,然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量,最后代入函数式中进行计算得到被测量,称为将间接测量。在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。 1.9 什么是测量部确定度?有哪几种评定方法? 测量不确定度:表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。 通常评定方法有两种:A类和B类评定方法。 不确定度的A类评定:用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 不确定度的B类评定:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 1.10检定一块精度为1.0级100mA的电流表,发现最大误差在50mA处为1.4mA,试判定该表是否合格?它实际的精度等级是多少? 解:δm=1.4/100=1.4%,它实际的精度为1.5,低于标称精度等级所以不合格。 1.11某节流元件(孔板)开孔直径d20尺寸进行15次测量,测量数据如下(单位:mm): 120.42 ,120.43,120.40,120.42,120,43,120.39,120.30,120.40,120.43,120.41,120.43,120.42,120.39,120.39,120.40试检查其中有无粗大误差?并写出测量结果。 解:首先求出测量烈的算术平均值: X =120.40mm 根据贝塞尔公式计算出标准差 ?=(∑v i2/(15-1))1/2=0.0289 3 ?=0.0868 所以,120.30是坏值,存在粗大误差。 去除坏值后X =120.41mm,?=(∑v i2/(14-1))1/2=0.011 3 ?=0.033 再无坏值 求出算术平均值的标准偏差?x= ?/(n)1/2=0.011/3.87=0.003 写出最后结果:(Pc=0.95,Kt=2.33) 120.41±Kt?x=120.41±0.01mm 2.3 什么是热电效应?热电势有哪几部分组成的?热电偶产生热电势的必要条件是什么? 在两种不同金属所组成的闭合回路中,当两接触的温度不同时,回路中就要产生热电势,这种物理现象称为热电效应。热电势由接触电势和温差电势两部分组成。热电偶产生热电势的必要条件是:两种不同金属和两个端点温度不同。 2.5什么是热电偶的中间温度定律。说明该定律在热电偶实际测温中的意义。 热电偶在接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在接点温度为T,Tn和Tn、T0时相应的热电势的代数和。 E AB(T、T0)= E AB(T、Tn)+ E AB(Tn、T0)。这主要用于冷端温度补偿。 2.9热电偶的补偿导线的作用是什么?选择使用补偿导线的原则是什么?

智能仪器与PC串口通信的实现

福建电脑2010年第2期 图1SCPI 工作流程图 智能仪器与PC 串口通信的实现 管 平1,杨 丹2,胡新荣1 (1.武汉科技学院湖北武汉430073 2.长沙信息职业技术学校湖南长沙410610) 【摘要】:本文简要介绍了IEEE488.2标准,讨论了如何使用该协议进行智能仪器设备控制系统的编写.详细地介绍了SCPI 命令及其使用方法。利用Agilent 公司的IO suite 套件中的VISA 库实现对Agilent34401A 数字万用表的远程控制。 【关键词】:IEEE488.2,Agilent34401A ,SCPI 1、引言 1.1串口通信原理 在Windows 环境下,串行接口是系统资源的一部分。它本质功能是作为CPU 和串行设备间的编码转换器。当数据从CPU 经 过串行接口发送出去时,字节数据转换为串行的位。在接受数据时,串行的位被转换为字节数据。RS-232C 标准的全称是EIA-RS-232C 标准,其中EIA 代表美国电子工业协会,RS 代表推荐标准,232是标识号,C 代表RS232的最新一次修改。1.2SCPI 命令 Agilent34401A 数字多用表采用串口与IEEE488进行通信的技术,它能够得到精准、快速和可重复的测量结果。为了保证前向和后向兼容性,34401A 包括三种命令语言(SCPI 、Agi -lent3478A 和Fluke8840A/42A ),因此无需重写已有的测试软件。 SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments )是可编程仪器标准命令,是一种建立在现有标准IEEE488.1和IEEE 488.2基础上,遵循了IEEE754标准中浮点运算规则、ISO646信息交换7位编码符号(相当于ASCll 编程)等多种标准的标准化仪器编程语言。它采用一套树状分层结构的命令集,提出了一个具有普遍性的通用仪器模型,采用面向信号的测量;它的助记符产生规则简单、明确,且易于记忆。SCPI 是以ASCII 字符组成的标准仪器命令语言,可以用于任何一种标准接口,如GPIB ,VXI ,RS232,USB ,LAN 。 SCPI 命令采用层次结构,系"树结构"语言。相关的命令集合到一起构成一个子系统,各组成命令称为"关键字",各关键字间用冒号":"分隔,如: SEN Se :FREQuency : VOLTage :RAN Ge ?[M INimum|MAXimum ] 方括弧([])表示选择性的关键字或参数。大括弧({})中为命令字串的参数。三角括弧(<>)表示必须用一数值来取代括号中的参数。(|)隔开多重参数的选择。 MEASure :VOLTage:DC?{|MIN|MAX|DEF},{|MIN|MAX|DEF} :VOLTage:AC?{|MIN|MAX|DEF},{|MIN|MAX|DEF} :CURRent:DC?{|MIN|MAX|DEF},{|MIN|MAX|DEF} :CURRent:AC?{|MIN|MAX|DEF},{|MIN|MAX|DEF} 从以上可以看出,SPCI 命令可以望文生意,简单明了,实际 SCPI 语言等于把各仪器的各种功能命令罗列起来完成某项测 量任务。 MEASure ?命令是设定仪器进行测量的最简单方法,在执 行这个命令的时候仪器必须先设置好所要求的状态,并立即执行测量。CONFigure 命令在执行的时候,仪器必须先将所要的配置预设成最好的设定,并且立即执行测量。 READ ?命令会将触发系统的状态,从"闲置"状态改为"等待触发"状态。在收到R EAD ?命令之后,且指定的触发条件满足时,测量便会开始,读数立即送到输出缓冲器上(读数资料必须输入到总线控制器上,否则输出缓冲器满了之后,测量就会停止)。INITiate 和FETCh?命令提供测量触发和读数取回最低限的控制。在配置好多用电表之后,使用INITiate 命令,它将使触发系统的状态,从"闲置"状态改为"等待触发"状态。在收到INITiate 命令之后,而指定的触发条件满足时,测量便会开始。读数将会存入多用电表的内部记忆体中。 .RST 重设多用电表电源开启时的配置。 .TST ? 执行多用电表的完整自我测试,传回值为"0"表示自我测试成功。它使用INITiate 将多用电表设至成"等待触发"状态,且在ExtTrig 端有脉冲进来的时候,量取一个读数,并将读数送到电表的内部记忆体上。2、硬件平台安装与配置 测试系统的建立,一般采用独立的测试或测量仪器,使用SCPI 命令或用软件驱动程序经GPIB ,USB ,LAN 接口发送ASCII 命令。 Agilent 34401A 数字多用表提供了一个GPIB 接口,在PC 和DMM 之间实现了简便稳定的连接能力。GPIB 接口满足IEEE-488.2标准,可以通过SCPI 命令进行远程控制。 我们选择NI 的AT-GPIB/TNT 卡与Agilent 34401A 进行通信.NI MAX 能发现所有NI 接口上的装置,但不能直接控制Ag -ilent 接口.如:VXI 的FireWire 接口,USB/GPIB 转换器,或PCL-GPIB 卡. Agilent 的Intuilink,VEE 和IO Libraries 能过NI -VISA 和NI488.2来连接GPIB-32.dll,如果应用程序使用VISA 编程,在对板卡基址配置完成后,先安装NI-VISA 软件包,再安装Agilent IO Libraries . 硬件安装与配置: 1)先安装NI-VISA IEEE488.2的板卡驱动程序.配置好GPIB 卡 2)设置万用表的通信方式:把agilent34401A 的通信方式设置为GPIB 通信方式,编程语言选择SCPI 。 3)安装Agilent 公司的IO 套件(iolibs_suite_14_2_8931_1_multimedia ),随IO 套件一起安装的还有的.net framework ,.net framework sp1,VISA 库,IO 套件必须要有VISA 库才能正常运行.在桌面任务栏的右下角会有一个IO 标志,打开Agilent connec -tion expert(安捷伦连接专家),它会自动检测到安装的硬件,使用GPIB0连接到万用表,这里也可测试计算机与(下转第137页 ) 168

智能仪器原理及应用期末复习要点

第一章绪论 1、内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器称为智能仪器。智能仪器实际上一个专用的微型计算机系统,它由硬件和软件组成。 2、硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入\输出通道、人-机接口电路、通信接口电路。 3、主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理,它通常由微处理器(MPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)以及输入\输出接口电路等组成。 4、模拟量输入/输出通道常用来输入/输出模拟信号,主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成。 5、人-机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系,主要由仪器面板中的键盘和显示器组成。 6、通信接口电路常用于实现仪器与计算机的联系,以便使仪器可以接受计算机的程控命令。 7、软件部分主要分为监控程序和接口管理程序程序两部分。 8、监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序:通过键盘输入命令和数据,以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置;根据仪器设置的功能和工作方式,控制I/O接口电路进行数据采集、存储;按照仪器设置参数,对采集的数据进行相关处理,以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。 9、接口管理程序是面向通信接口的管理程序:接受并分析来自通信接口总线的远控命令;进行有关的数据采集与数据处理;通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理的结果及仪器的现行工作状态信息。 10、智能仪器的特点:a、智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制,从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连; b、微处理器的运用极大地提高了仪器的性能; c、智能仪器运用微处理器的控制功能,可以方便地实现量程自动转换、自动调零、自动校准、自诊断等功能,有力改善了仪器的自动化测量水平; d、智能仪器具有友好的人-机对话的能力; e、智能仪器一般配有GB-IB或RS-232等通信接口,使智能仪器具有可程控操作的能力。 11、VIX总线系统一般由计算机、VIX仪器模块和VXI总线机箱构成。 12、虚拟仪器是通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块,通过软件组合成各种功能的仪器或系统仪器设计思想。 13、微处理器的选择:数据处理能力;内部资源I/o口数量;使用环境的特殊要求;价格、订货、周边元件的选择;开发成本、维护成本。 第二章智能仪器的模拟量输入/输出通道 1、把A\D转换器及其接口称为模拟量输入通道,把D\A转换器及相应的接口称为模拟量输出通道。 2、A\D转换器是将模拟量转换为数字量的器件,这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量,但一般情况下,模拟量指电压而言。 3、A\D转换器的评价指标 a、分辨率与量化误差 分辨率是衡量A\D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。其分辨率取决于A\D转换器的位数。 量化误差是由于A\D转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样而引起的误差,提高分辨率可以减小量化误差。 b、转换精度 转换精度反映了一个实际A\D转换器与一个理想A\D转换器在量化值上的差值,用

智能仪器原理及设计资料

《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

PC机与XMT-3000A智能仪器串口通信调试

PC机与XMT-3000A智能仪器串口通信调试 在进行串口开发之前,一般要进行串口调试,经常使用的工具是“串口调试助手”程序。它是一个适用于Windows平台的串口监视、串口调试程序。它可以在线设置各种通信速率、通信端口等参数,既可以发送字符串命令,也可以发送文件,可以设置自动发送/手动发送方式,可以十六进制显示接收到的数据等,从而提高串口开发效率。“串口调试助手”程序是串口开发设计人员必备的调试工具。 1)线路说明 观察所用计算机主机箱后RS-232C串口的数量、位置和几何特征;查看计算机与智能仪器的串口连接线及其端口。 在计算机与智能仪器通电前,按图A-2所示将传感器Cu50、上、下限报警指示灯与XMT-3000A智能仪器连接。 通过串口线将计算机与智能仪器连接起来:智能仪器的14端子(RXD)与计算机串口COM1的3脚(TXD)相连;智能仪器的15端子(TXD)与计算机串口COM1的2脚(RXD)相连;智能仪器的16端子(GND)与计算机串口COM1的5脚(GND)相连。 特别注意:连接仪器与计算机串口线时,仪器与计算机严禁通电,否则极易烧毁串口。 2)XMT-3000A智能仪器的参数设置 XMT-3000A智能仪器在使用前应对其输入/输出参数进行正确设置,设置好的仪器才能 图A-2 PC机与智能仪器串口通信线路 投入正常使用。 请按表A-4设置仪器的主要参数。 表A-4 仪器的主要参数设置 415

416 3)温度测量与控制 (1)正确设置仪器参数后,仪器PV 窗显示当前温度测量值; (2)给传感器升温,当温度测量值大于上限报警值30℃时,上限指示灯L2亮,仪器SV 窗显示上限报警信息; (3)给传感器降温,当温度测量值小于上限报警值30℃,大于下限报警值20℃时,上限指示灯L2和下限指示灯L1均灭; (4)给传感器继续降温,当温度测量值小于下限报警值20℃时,下限指示灯L1亮,仪器SV 窗下限报警信息。 4)计算机串口设置 进入WINDOWS “我的电脑”系统属性,在“设备管理器”列表中有端口COM 和LPT 设备信息,选中通讯端口COM1,查看其属性,在COM1端口属性的端口设置选项中,将其 波特率(即每秒位数)设为4800,停止位设为2,如图A-3所示。 5)串口调试程序的使用 图A-3 计算机通讯端口(COM1)设置

智能仪器原理与设计

《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%。

《智能仪器》复习题及答案

《智能仪器》复习参考题及答案 一、填空题 1.在电子设备的抗干扰设计中,接地技术是一个重要环节,高频电路应选择 (多)点接地,低频电路应选择(单)点接地。 2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构,有独立式键盘和(矩阵) 式键盘,若系统需要4个按键,应采用(独立式)键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 3.智能仪器的显示器件常用( LED )数码管或液晶显示器,其中( LED 数码管)更适合用于电池供电的便携式智能仪器。 4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、(放大器)、滤波 器、(采样保持器)和A/D转换器等几个主要部分所组成。 5.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即( 干扰源 )、(传输 或耦合的通道)和对干扰敏感的接收电路。 6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为:(传导)耦合、公共阻 抗耦合、静电耦合和(电磁)耦合。 7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定,驱动器的输出电平逻辑“0”为 ( +5 ~ +15 )V, 逻辑“1”为( -5 ~ -15 )V。 8.智能仪器的随机误差越小,表明测量的(精确)度越高;系统误差越 小,表明测量的(准确)度越高。 9.智能仪器的故障自检方式主要有(开机)自检、(周期性)自 检和键控自检三种方式。 10.双积分型A/D转换器的技术特点是:转换速度(较慢),抗干扰能力 (强)。 11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种:即利用(误差模型)、 (校正数据表)或通过曲线拟合来修正系统误差。 12.为防止从电源系统引入干扰,在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、 (隔离变压器)、(低通滤波器)和高性能直流稳压电源。 13.为减小随机误差对测量结果的影响,软件上常采用(算数平均)滤波 法,当系统要求测量速度较高时,可采用(递推平均)滤波法。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展,出现了以个人计算机为核心构成 的(个人)仪器和(虚拟)仪器等新型智能仪器。 15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、(显示器和键盘)、(模 拟量I/O通道)、总线和接插件等的检查。 16.异步串行通信是以字符为单位进行传送的,每个字符都附加了(同步) 信息,降低了对时钟精度的要求,但传输效率(较低)。

检测技术及海洋智能仪器实验

中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述: 检测技术及海洋智能仪器实验是自动化专业本科生的一门重要专业必修实验课程。该课程与本科生的许多专业课(自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术)有着较强的联系。检测技术及海洋智能仪器实验课是通过实验手段,使学生获得检测技术及海洋智能仪器的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题,提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。培养学生实事求是的科学作风,严肃的科学态度,严谨的科学思维习惯,进而增强创新意识。 检测技术及海洋智能仪器实验分两个层次进行: (1)验证性实验。它主要是以单个传感器和基本测量电路为主。根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证传感器的有关理论,从而进一步巩固学生的基本知识和基本理论。 (2)综合性实验。学生根据给定的实验题目、内容和要求,自行设计实验电路,拟定出测试方案,搭建基本测量系统,最后达到设计要求。通过这个过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的独立工作能力。 - 6 -

2.设计思路: 在内容安排上,除安排常用传感器实验外,还要把常用电子仪器的使用贯穿于每个 实验内容中。因为培养学生正确使用常用电子仪器是检测技术及海洋智能仪器实验教 学的基本要求。在实验所使用的传感器的选用方面,要适应现代科学技术发展的要求。 整个教学环节中,采用了由浅到深,由易到难的原则。在具体实施时,重点放在使用 方法和功能上。对内部结构和原理不去详细分析。实验教学基本要求: (1) 掌握常用电子仪器的正确使用 (2) 掌握基本传感器和测量电路的原理 (3) 掌握测量误差的基本分类,来源,误差处理方法 (4) 掌握测量系统的组成和初步设计 本课程的内容编排顺序为:(1)箔式应变片性能—应变电桥;(2)移相器及相敏检 波器实验;(3)热电式传感器—热电偶;(4)P-N结温度传感器;(5)热敏式温度传感 器测温实验;(6)差动螺管式电感传感器位移、振幅测量;(7)霍尔传感器;(8)电涡流 式传感器的静态标定;(9)扩散硅压力传感器;(10)电容式传感器特性;(11)光纤传感 器位移测量、转速测量;(12)光电传感器转速测量;(13)数据采集处理。 3.课程与其他课程的关系: 本课程是自动化专业的一门专业必修课,先修课程有模拟电子技术基础,后置课程有自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术。 二、课程目标 学习和掌握常用电子仪器:示波器、稳压电源、信号发生器、万用表等的使用方法。 掌握检测技术的理论基础;掌握各种常用传感器(箔式应变片、电感传感器、电容 传感器、光电传感器、光纤传感器、热电偶、半导体温度传感器、热敏电阻温度传感器、磁电传感器、压电传感器、霍尔传感器)的结构、工作原理、技术性能、特点、 - 6 -

pc与智能仪器通信(尹晖晖)

PC 与智能仪器通信 PC 机与XMT-3000A 智能仪器串口通信调试 在进行串口开发之前,一般要进行串口调试,经常使用的工具是“串口调试助手”程序。它是一个适用于Windows 平台的串口监视、串口调试程序。它可以在线设置各种通信速率、通信端口等参数,既可以发送字符串命令,也可以发送文件,可以设置自动发送/手动发送方式,可以十六进制显示接收到的数据等,从而提高串口开发效率。“串口调试助手”程序是串口开发设计人员必备的调试工具。 1)线路说明 观察所用计算机主机箱后RS-232C 串口的数量、位置和几何特征;查看计算机与智能仪器的串口连接线及其端口。 在计算机与智能仪器通电前,按图A-2所示将传感器Cu50、上、下限报警指示灯与 XMT-3000A 智能仪器连接。 通过串口线将计算机与智能仪器连接起来:智能仪器的14端子(RXD )与计算机串口COM1的3脚(TXD )相连;智能仪器的15端子(TXD )与计算机串口COM1的2脚(RXD ) 相连;智能仪器的16端子(GND )与计算机串口COM1的5脚(GND )相连。 特别注意:连接仪器与计算机串口线时,仪器与计算机严禁通电,否则极易烧毁串口。 2)XMT-3000A 智能仪器的参数设置 XMT-3000A 智能仪器在使用前应对其输入/输出参数进行正确设置,设置好的仪器才能投入正常使用。 请按表A-4设置仪器的主要参数。 表A-4 仪器的主要参数设置 图A-2 PC 机与智能仪器串口通信线路 TXD RXD GND 20 21 24259 1012 13 RXD TXD GND 常开 ALM1AC220V 2 3 4 Cu50 L2 L1 ALM2 RS232 DC24V + - 3 2 5COM1PC 机 XMT-3000A 常开14 15 16

智能仪器原理及其应用复习题

智能仪器原理复习提纲 1、智能仪器的定义 内部带有微型计算机并带有GP-IP等通信接口,具有对数据的存储、运算、逻辑判断,自动化操作与外界通信等智能作用的仪器,称为智能仪器. 2、智能仪器的优点 ①使用键盘代替传统仪器中旋转式获琴键式切换开关来实施对仪器的控制,从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连。②微处理器的运用极大的提高了仪器的性能。③智能仪器运用微处理器的控制功能,可以方便的实现量程自动切换,自动调零,触发电平自动调整,自动校准,自诊断等功能,有力的改善了仪器的自动化测量水平。④智能仪器具有友好的人机对话的能力,使用人员只通过键盘打入命令。⑤智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口,使智能仪器具有可程控操作的能力。 1、A/D转换的技术指标 ①分辨率与量化误差:分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化量的技术指标,记数字量变化一个字所对应模拟信号的变化量。量化误差是由于A/D转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样二引起的误差,其大小在理论上为一个单位。②转化精度:反映了一个实际A/D转换器与一个理想A/D转换器在量化值上的差值。用绝对误差或相对误差来表示。③转换速率:指A/D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。也可表示为转换时间,即转换从启动到结束所需时间。④满刻度范围:又称满量程输入电压范围,指A/D 转换器所允许最大的输入电压范围。 2、逐次比较式A/D,积分式A/D的原理及各自优缺点 逐次比较式:当启动信号作用后,时钟信号先通过逻辑控制电路是N位寄存器的最高位D(N-1)位1,以下各位为0,这个二进制代码经A/D转换器转换成电压U0,送到比较器与

智能仪器试题

一、判断题(每题 2 分,共 20 分) 1. 因中值滤波满足比例不变性,所以是线性的滤波器。() 2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。() 3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型,非线性校正精度与离散数据精度无关,仅与建模方法有关。() 4. RS232 通信采用的是TTL电平,因此它的传输距离比485 短。() 5. USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。在自供电模式下,USB设备不需要任何外接电源设备。() 6. LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式,这两种驱动方式可在使用时随时改变。() 7. 智能仪器中的噪声与干扰是因果关系,噪声是干扰之因,干扰是噪声之果。 ( ) 8. 软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。() 9. RAM 测试方法中,谷值检测法无法检测“ 粘连” 及“ 连桥” 故障。() 10.曲线拟合要求 y=f( x )的曲线通过所有离散点( x i , y i )。() 二、选择题(每题 2 分,共 20 分) 1. 多通道数据采集系统的框图如下图所示。其中( 1 )~( 4 )各部分的组成为:( ) A. 放大器、A/D 转换器、D/A 转换器、计算机 B. 多路开关、放大器、A/D 转换器、计算机 C. 多路开关、放大器、D/A 转换器、计算机 D. 放大器、多路开关、A/D 转换器、D/A 转换器 2. 仪器采集数据中存在随机误差和系统误差,基本数据处理顺序是:( ) A. 系统误差消除→数字滤波→标度变换 B. 数字滤波→系统误差消除→标度变换 C. 标度变换→系统误差消除→数字滤波 D. 数字滤波→标度变换→系统误差消除 3. 设采集数据由信号加噪声构成,应根据( )确定滤波算法? A. 噪声统计规律 B. 信号特征和噪声统计规律 C. 信号特征 D. 只能用多种滤波算法试验,由处理效果确定。

智能仪器仪表的发展与前景

智能仪表及其技术发展历程与优势特点 智能仪表建立在微电子技术发展的基础上,超大规模集成电路的嵌入,将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上,甚至将PID控制组件也置入其中。加之现场总线的应用,智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递,大大提高了精度和可靠性,避免了模拟信号在传输过程中的衰减,长期难以解决的干扰问题得到解决。由于数字通讯,节省了大量电缆、安装材料和安装费用。 智能仪表及其技术的发展历程 历经以模拟技术为特征的电动单元组合仪表、以数模混合技术为特征的DDZ-S 系列仪表的开发后,1983年,美国霍尼韦尔公司向制造工业率先推出了新一代智能型压力变送器,这标志着模拟仪表向数字化智能仪表的转变。当时的这种智能变送器已具有高精度、远距离校验和灵活组态的特点,并告知用户:尽管初期购置费用较高,但会被较低的运行和维护费用所补偿。紧随其后的十年里,国外其他公司的智能压力变送器也陆续在一些生产线上被采用,它们包括:Rosemount、Foxboro、YOKOGAWA、Siemens、E&H、Bailey、Fuji和ABB等。但由于缺少高速的智能通讯标准、用户对于高精度监控要求并不突出、培训等服务机制相对薄弱,当时的智能应用并不乐观,只占到了约20%的市场。 随着微电子、计算机、网络和通讯技术的飞速发展以及综合自动化程度的不断提高,目前广泛应用于工业自动化领域的智能仪表,其技术也同样在过去的二十多年

里得到了迅猛的发展。目前国外智能仪表占据了国际应用市场的绝大比重,如何结合目前智能仪表的工业应用经验并快速跟踪国际智能前沿技术应用于我国智能仪表的开发研究成为振兴民族智能仪器仪表的一大突出问题。 智能仪表在工业自动化领域的广泛应用得益于其突出的技术优势和特点,诸如其高稳定性、高可靠性、高精度、易维护性。以智能变送器为例,智能仪表具备如下优点: (1)精度高智能变送器具有较高的精度。利用内装的微处理器,能够实时测量出静压、温度变化对检测元件的影响,通过数据处理,对非线性进行校正,对滞后及复现性进行补偿,使得输出信号更精确。一般情况,精度为最大量程的±0.1%,数字信号可达±0.075%。 (2)功能强 智能变送器具有多种复杂的运算功能,依赖内部微处理器和存储器,可以执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算。 (3)测量范围宽 普通变送器的量程比最大为10:1,而智能变送器可达40:1或100:1,迁移量可达1900%和-200%,减少变送器的规格,增强通用性和互换性,给用户带来诸多方便。 (4)通信功能强 智能变送器均可实现手操器进行操作,既可在现场将手操器插到变送器的相应插孔,也可以在控制室将手操器连接到变送器的信号线上,进行零点及量程的调校及

智能仪器及其特点

智能仪器及其特点 摘要:智能仪器就是具有人工智能化的测量仪器,受到了各领域的高度重视并得到了迅猛的发展。文中首先介绍了智能仪器的基木组成,进而对智能仪器的特点进行了分析研究。 1、智能仪器概述 随着微电子技术的不断发展,以及超大规模集成电路芯片(即单片机)的出现,智能仪器得到了迅速发展。智能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,目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。 2、智能仪器的组成智能仪器主要由硬件和软件两部分组成。 (1)硬件硬件主要包括主机电路、模拟量输入输出通道、人机接口和标准通信接口电路等,如图1所示。主机电路通常由微处理器、程序存储器以及输入输出I/O接口电路等组成,有时,主机电路本身就是个单片机。主机电路主要用于存储程序与数据,进行系列的运算和处理,并参与各种功能控制。模拟量输入输出通道主要由A/D转换器,D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成。主要用于输入和输出模拟信号,实现模数与数模转换。人机接口主要由仪器而板上的键盘和显示器等组成,用来建立操作者与仪器之间的联系。标准通信接口使仪器可以接受计算机的程控命令,用来实现仪器与计算机的联系。一般情况下,智能仪器都配有GPIB等标准通信接口。此外,智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机—PC机,由PC机进行全局管理。 (2)软件软件即程序,主要包括监控程序、接口管理程序和数据处理程序三大部分。 监控程序而向仪器而板和显示器,负责完成如下工作:通过键盘操作,输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数:通过控制I/O接口电路进行数据采集,对仪器进行预定的设置:对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理:以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。接口管理程序主要而向通信接口,负责接收并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码,并根据通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果以及向应计算机远程控制命令。数据处理程序主要完成数据的滤波、运算和分析等任务。监控程序而向仪器而板和显示器,负责完成如下工作:通过键盘操作,输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数:通过控制I/O接口电路进行数据采集,对仪器进行预定的设置:对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理:以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。 智能仪器硬件结构接口管理程序主要而向通信接口,负责接收并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码,并根据通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果以及向应计算机远程控制命令。数据处理程序主要完成数据的滤波、运算和分析等任务。 3、智能仪器的特点 含有微计算机的智能仪器意味着计算机技术与测量仪器的结合,它所具有的软件功能已使仪器呈现出某种智能的作用。相对于过去传统的、纯硬件的仪器来说是一种新的突破,其发展潜力十分巨大,这已为多年来智能仪器发展的历史所证实。概况起来,智能仪器具有以下特点: (1)测量过程软件化。整个测量过程在软件控制下进行,实现了自动化。系统在CPU的指挥下,按照软件程序小断取值、寻址,进行各种转换、逻辑判断、驱动某一执行元件完成某

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