智能仪表的构成要素

1.仪器通常是指用于记录、测量。

显示或控制的独立装置（设备）。

2.单机型智能仪器由检测元件（传感器）、信号输入接口电路、微机系统、人机界面接口、信号输出接口电路5个模块组成。

3.智能仪器从结构上分（1）单机型智能仪器，（2）个人计算及仪器，（3）智能仪器测控系统。

4.智能仪器的特点：（1）微处理器的引入使许多原来用硬件电路难以解决或根本无法解决的问题，由于利用软件而获得较好地解决，（2）智能仪器可以通过数据处理进行自动校正非线性补偿、数字滤波等，修正和克服由各种传感器、变换器、放大器等引进的误差和干扰，从而提高仪器的精度和其他性能（3）智能仪器一般都具有很高的自动化水平（4）微机系统都具有通信的功能（5）智能仪器采用微处理器，从而可以用软件代替许多硬件电路的工作。

（6）智能仪器通常都具有自测试和自诊断的功能。

5.发展的特点：高速度、智能化、集成化、微型化6.智能仪器中单片机往往对仪器的智能化程度起着决定性作用7.MCS-51系列基本型单片机的内部数据存储器共有256个字节单元，地址为00H-FFH8.MCS-51指令按功能可以分为数据传送指令、算术运算指令、逻辑操作指令、控制转移指令、位操作指令五大类9.MCS-51指令系统的寻址方式有立即寻址、间接寻址、寄存器寻址、直接寻址、变址寻址10.MCS-51系列单片机内集成部件：片内数据存储器、定时器/计数器、中断控制系统11.开关量预处理电路的基本功能是接收外部装置或过程的状态信号，通过电路把它装换为电平信号1和012.脉冲信号的主要测量方法有测频法和测周法两种，其中测频法适合测量高频信号，测周法适用于测量信号频率较低的信号13.模拟信号数据采集过程主要环节：放大电路、滤波电路、A/D转换电路14.电压型仪表的输出电阻越小越好，电流型仪表的输出电阻越大越好，15.变压器隔离式的运算放大器的组成部分：输入级输出级电源16.测频法原理：在与门的两个输入端分别输入待测信号一级持续时间为t0的高电平信号。

第一章 智能仪表原理与设计基础Microprocessor-Based InstrumentsSmart InstrumentsIntelligent Instruments1．1 智能仪表与常规仪表对比一、 常规仪表传感器：被测量Æ相应电信号（物理、化学方法）信号变换及运算：放大、滤波、线性化、归一化、远传、各种运算（信号处理、控制算法）显示器：显示被测量数值•模拟指示式（如指针位置）：简单、直观、精度差•数码显示式：精度高、不直观执行器：将控制信号转换为控制动作二、智能仪表•以 MPU实现信号变换及运算；•以 MPU 为主体，以软件代替硬件，优化功能，提高性能及灵活性，改善人机界面；•引入一定的人工智能：如专家系统、神经网络等。

•仪表网络化智能仪表可实现的功能：1．自动调整与自校准：如自调零、自校正、自动变量程、补偿漂移、测量结果校正（如流量的温、压校正）、自检、自诊断等。

2．测量数据处理：如线性化、数字滤波、误差修正、曲线拟合、变换（如FFT，小波变换）、相关分析与统计处理、预测（如化工产品质量）、参数估计、模式识别（如成分分析）、故障诊断（如旋转机械）等。

3．改善人-机界面：如CRT显示：可模拟式、数字式、图形式，可显示多个参数、工艺流程图、历史数据、曲线、直方图、Pie Chart、立体图、动画等。

4．改善控制质量：控制功能为软件模块、软接线组态。

有多种PID、+、-、*、/、√、….可实现参数自整定、自适应控制、模糊控制、多变量控制、神经网络控制等。

5．测量过程的软件控制：功能控制、测量流程控制、人机对话、自动检测等。

6．提高灵活性与可靠性：以软代硬、容错技术、自诊断、软硬件冗余等。

7．通信与网络化：现场总线，ASI总线，I2C，单总线，传感器网络等。

8．虚拟仪器：用计算机＋接口＋软件实现仪表功能。

1．2 智能仪表设计过程一、功能需求分析1．功能要求测量功能：被测量、传感器情况，输出要求（显示、打印、传输等）；控制功能：控制对象，对象模型，控制种类（随动控制，恒值控制，变化曲线控制等）；管理功能：操作要求，数据库要求，报表与决策，统计分析等功能。

第一篇、《智能仪器原理与设计》重点总结智能仪表制作总结智能仪器1概念是计算机技术与测量仪器相结合的产物，实际上是一个专用计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。

2组成硬件主机电路、信号输入输出通道、人机接口电路、通信接口电路；软件监控程序、接口管理程序。

3特点功能强、性能优越、操作自动化、友好的人机对话能力、可程控操作能力数据采集系统概念就是将被测对象的各种参量通过各种传感器变换后，再经信号调理、采样、保持、量化、编码、传输等步骤送到微机进行数据处理或存储记录的过程。

用于数据采集的成套设备成为数据采集系统。

2组成一般由传感器、多路模拟开关、测量放大器、采样/保持电路、A/D转换器、微机等构成。

使用注意怎样采集被测对象的各种参量通过各种传感器变换后，进入信号调理电路，通过多路模拟开关后经测量放大器放大后，进入采样保持电路、A/D转换器进入接口电路，最后被传输到微机的PC总线。

测量放大器1使用原因智能仪器对物理量进行测量时，首先需要将物理量经过传感器转换为电信号，一般传感器输出信号很微弱，不能直接进行A/D转换，需经放大器放大到A/D转换器要求的幅度。

2特点具有高共模抑制比、高稳定增益、高输入阻抗、低输出阻抗、低失调电压等优点，因此，非常适合于对微弱信号的放大，以及有较大共模干扰的场合。

注意问题1要注意为偏置电流提供回路2信号源通过电缆与测量放大器发生连接3在远距离传输时敏感端接负载，参考端接电压跟随器的输出（电压跟随器输入接参考电压）发现噪声怎么办在采样量化后接一个低通滤波器即可滤除基带外的高频化噪声LCD的两种驱动方式原理1静态驱动法是指在每个像素的前后电极上施加交变电压时呈显示状态，不施加交变电压时则呈非显示状态的一种驱动方法。

静态驱动法中，每个像素的像素电极均需引出，故它适应于像素较少的场合。

2动态驱动法也称时间分割驱动法或多路驱动法。

为了适应多像素显示，将显示器件的电极制作成矩阵结构，把水平一组像素的背电极连在一起引出，称之为行电极，把纵向一组像素的像素电极连在一起引出，称之为列电极，每个显示像素都由其所在的行与列的位置唯一确定。

智能仪表原理与应用技术
智能仪表是指以一定的程序控制方式来实现检测和控制的仪表，是由传统仪表、计算机、微机、微处理器、计量传感器、自动调节元件和信息传递元件组成的系统，用于检测和控制各种物理量。

智能仪表可以实现自动测量、自动计算、自动调节等功能，可以对所测量的物理量进行实时的检测和分析，并可以根据测量结果进行自动调节，从而可以达到节能、节约、安全、高效等效果。

智能仪表可以实现在特定条件下自动调节，从而节省人力，提高系统调节效率。

智能仪表的应用技术可以说是智能化技术的重要组成部分，在自动化技术方面发挥着重要作用，可以实现自动测量、自动计算、自动调节等功能，能够对所测量的物理量进行实时的检测和分析，并可以根据测量结果进行自动调节，从而有效提高系统的效率。

智能仪表的应用技术还可以实现远程监控、远程控制和远程故障诊断等功能，可以实现对远程设备的远程控制和状态监测，使系统具有更高的可靠性和安全性，并且可以有效降低维护成本。

总之，智能仪表原理与应用技术是智能化技术的重要组成部分，可以实现自动测量、自动调节、远程监控等功能，从而提高系统的效率和可靠性，降低系统的维护成本，为工业自动化技术的发展和应
用提供了重要保障。

简述仪表的组成及作用
仪表通常由以下几个组成部分构成：
1. 指示器：用于显示测量结果或操作状态，例如数字显示屏、指针仪表等。

2. 传感器：用于感知被测量的物理量，并将其转换为电信号。

3. 信号处理器：接收传感器产生的电信号，并进行放大、滤波、线性化等处理，以便于后续的测量和显示。

4. 控制器：根据测量结果或设定的目标值，通过对控制设备的输出，控制被测量对象或其它设备的工作状态。

5. 电源：为仪表提供所需的电能。

6. 外壳和连接装置：保护仪表内部的元件，提供固定和连接的功能。

仪表的作用主要有以下几个方面：
1. 测量和监测：通过传感器测量和感知物理量，并将其显示出来，用于监测和控制被测量对象或系统。

2. 控制和调节：通过控制器对被测量对象或其它设备的输出进行调节和控制，以实现设定的目标。

3. 提示和警告：通过指示器显示测量结果或操作状态，向操作者提供信息，同时可以通过警报或报警器发出警告信号。

4. 数据采集和处理：仪表可以采集和记录测量数据，并提供数据处理和分析功能，用于监测和优化系统运行。

5. 保护和安全：通过实时监测和检测，确保设备和系统在正常范围内运行，避免因异常情况引发事故或损坏设备。

总而言之，仪表的组成和作用旨在提供对物理量的测量、监测、控制和保护，以确保设备和系统的安全与正常运行。

智能仪表的硬件组成和软件组成
摘要: 本文主要介绍智能仪表的硬件组成和软件组成，对大家进一步了解智能仪表组成大有帮助。

智能仪表硬件部分包括控制器及其接口电路、模拟量输入通道、开关量输入通道、模拟量输出通道、开关量输出通道、数据通信接口电路、人机通道（如键盘、显示器接口电路等）以及其他外围设备（打印机等）接口电路。

一、智能仪表硬件的组成
智能仪表硬件部分包括控制器及其接口电路、模拟量输入通道、开关量输入通道、模拟量输出通道、开关量输出通道、数据通信接口电路、人机通道（如键盘、显示器接口电路等）以及其他外围设备（打印机等）接口电路。

智能仪表系统组成如图1 所示。

图1 智能仪表系统组成框图
1、控制器及其接口电路
控制器及其接口电路包括控制器、程序存储器、数据存储器、输入输出接口电路及扩展电路，它可以进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理等。

2、输入输出通道
输入输出通道是智能仪表控制器和被测量监控系统之间设置的信号传递和变换的连接通道。

它包括模拟量输入通道、开关量(数字量) 输入通道、模拟量输出通道、开关量（数字量）输出通道等。

输入输出通道的作用是将被测。

智能仪表：是计算机技术与测试技术的产物。

是含有微计算机或微处理器的测量工具，具有存储运算、逻辑判断及自动化操作等功能，有的还具有自动校正自学习自适应自诊断的功能。

智能仪表的主要功能：1.自动校正零点、满度和切换量程2.多点快速检测3.自动修正各类测量误差4.数字滤波5.数据处理6.各种控制规律7.多种输出形式8.数据通信9.自诊断10.掉电保护智能仪表由硬件和软件两部分组成智能仪表的设计思想：根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调智能仪表的设计研制步骤：1.确定任务、拟定设计方案2.硬件、软件研制及仪表结构设计3.仪表总调、性能测试模拟量输入通道由滤波电路、多路模拟开关、放大器、采样保持器（s/h）和a/d转换器组成。

有单通道和多通道之分（结构）。

A/D转换芯片性能指标：分辨率，转换时间，转换误差类型：比较型和积分型。

输入端连接方式：单端输入，差动输入模入通道设计步骤：根据仪表性能要求，选择合适的多路开关，采样保持器和放大器。

器件选定之后，进行电路设计和编制调试程序。

经实验表明电路正确无误，方可进行布线和加工印刷电路板。

模拟连输出通道：由D/A转换器，多路模拟开关，保持器组成。

结构：单通道，多通道（1每个通道有独自的D/A转换器2多路通道共享D/A转换器）主要参数：分辨率，精度，建立时间（转换时间）模出通道设计步骤：先按仪表性能要求，选择合适的器件，接着绘制逻辑电路，在制作印刷电路板显示器：发光二极管显示器LED，液晶显示器LCD和等离子显示器显示器工作原理：1静态：当显示器显示有一字符时，相应的发光二极管通过恒定电流。

较小的电六能获得较高量度，故可由输出直接驱动。

但每位需要一个8位输出口控制。

显示位数较多时需要用动态显示2动态：轮流点亮各位显示器，只需一个8位输出口和一个8位扫描输出口。

需较大的驱动电流，输出口之后需加驱动器。

智能仪表的硬件组成和软件组成摘要: 本文主要介绍智能仪表的硬件组成和软件组成，对大家进一步了解智能仪表组成大有帮助。

智能仪表硬件部分包括控制器及其接口电路、模拟量输入通道、开关量输入通道、模拟量输出通道、开关量输出通道、数据通信接口电路、人机通道（如键盘、显示器接口电路等）以及其他外围设备（打印机等）接口电路。

一、智能仪表硬件的组成智能仪表硬件部分包括控制器及其接口电路、模拟量输入通道、开关量输入通道、模拟量输出通道、开关量输出通道、数据通信接口电路、人机通道（如键盘、显示器接口电路等）以及其他外围设备（打印机等）接口电路。

智能仪表系统组成如图1 所示。

图1 智能仪表系统组成框图1、控制器及其接口电路控制器及其接口电路包括控制器、程序存储器、数据存储器、输入输出接口电路及扩展电路，它可以进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理等。

2、输入输出通道输入输出通道是智能仪表控制器和被测量监控系统之间设置的信号传递和变换的连接通道。

它包括模拟量输入通道、开关量(数字量) 输入通道、模拟量输出通道、开关量（数字量）输出通道等。

输入输出通道的作用是将被测量监控系统的信号变换成控制器可以接收和识别的代码；将控制器输出的控制命令和数据转换后作为执行机构或电气开关的控制信号，从而控制被测量监控系统进行期望的动作。

在计算机监控系统中，需要处理一些基本的开关量输入输出信号，例如开关的闭合与断开、继电器的接通与断开、指示灯的点亮与熄灭、阀门的开启与关闭等，这些信号都是以二进制的“0”和“1”出现的。

计算机系统中对应的二进制位的变化就表征了相应器件的特性。

开关量输入输出通道就是要实现外部的开关量信号和计算机系统的联系，包括输入信号处理电路及输出功放电路。

模拟量输入输出通道由数据处理电路、A/D 转换器、D/A 转换器等构成，用来输入输出模拟量信号。

其中，模拟量输入通道的任务是把传感器，如压力变送器、温度传感器、液位变送器、流量计等监测到的模拟信号转变为二进制数字信号，送给计算机处理。

一二三仪器仪表一般由哪些部分组成？
仪器仪表一般由传感器、信号调理、数据显示和记录、被测对象、观察者等五部分组成。

各部分的作用可简单描述如下：
典型仪器仪表的组成
传感器
是测试系统的第一个环节，用于从被测对象获取信息或能量，并将其转换为适合测量的变量或信号，例如：测温仪表的传感器部分是利用传感元件(热电偶、热敏电阻等)将热量值转换成具有一定比例的电压值(或电阻值)，送入测量部分进行测量的。

信号调理部分
是对从传感器所输出的信号做进一步的加工和处理，其作用是将微弱的电信号进行功率(电压或电流)放大、比较并产生实际物理量的数据输出。

某些专用仪表还利用传感器产生的信号与标准信号进行比较，产生相应的误差信号，再经放大电路放大雨i产生足够的电流(电压)信号送到输出部分。

显示和记录部分
主要是将测量部分产生的电信号转换成相应的数值。

根据显示方式的不同，有机械表头刻度指示和数字显示，即利用数码管或LED显示屏直接显示出相应的数字，供人们渎取数值；以及产生相应的控制输出信号，对相应的设备进行控制。

被测对象和观察者也是仪器仪表系统的组成部分，它们同传感器、信号调理部分以及数据显示和记录部分一起构成了一个完整的测试系统。

这是因为在用传感器从被测对象获取信号时，被测对象通过不同的连接或耦合方式也对传感器产生了影响和作用。

同样地，观察者通过自身的行为和方式也直接或间接地影响着系统的传递特性。

因此在评估一个测试系统的性能时也必须考虑这两个因素的影响。

根据仪器仪表的用途不同，可分为电气测量仪器仪表、化学分析仪器仪表、材料试验仪器仪表、
温度测量仪器仪表等。