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![仪表识别与读数智能系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/79eff5adb307e87100f696b3.png)
专利名称：仪表识别与读数智能系统专利类型：发明专利
发明人：陈俊彦,汪小龙,高杰,雷晓春申请号：CN202011543584.9
申请日：20201224
公开号：CN112688438A
公开日：
20210420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了仪表识别与读数智能系统，所述机载环境监测及传感器模块用于监测当前环境中空气质量指数、温度、湿度和有害气体指数等，所述无线充电模块采用电磁感应式无线充电，所述仪表识别与读数模块用于获取仪表的读数，所述仪表识别与读数模块包括任务一分支单元和任务二分支单元，所述任务一分支单元用于检测指针端点坐标，并计算出此时指针角度，所述任务二分支单元用于获取仪表刻度，并得到量化的刻度信息，结合所述任务一分支单元和所述任务二分支单元得出指针仪表读数，通过上述结构的设置，使仪表识别与读数智能系统能够代替人工完成繁琐工作，从而提高效率，确保工厂的正常运行。
申请人：桂林电子科技大学
地址：541004 广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号
国籍：CN
代理机构：桂林文必达专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：张学平
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智能型电子表测量仪
马南雪;沈季良;等
【期刊名称】《世界仪表与自动化》
【年(卷),期】2001(005)011
【总页数】2页(P57-58)
【作者】马南雪;沈季良;等
【作者单位】中国科学院上海天文台;中国科学院上海天文台
【正文语种】中文
【中图分类】TH714.513
【相关文献】
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5.宝鸡百事得推出超长质保期的高智能型DPI系列测量仪表 [J], 王艳
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智能仪表中的频率测量方法
尹克荣
【期刊名称】《电力科学与技术学报》
【年(卷),期】2002(017)001
【摘要】介绍了一种适用于智能仪表的频率测量方法,无须增加任何硬件开销,即可完成频率测量.对适用于单片机应用的两种频率信号测量方法进行了比较,详细阐述了频率信号测量中"计数"与"计时"间软同步的实现方法,并进行了精确的误差分析.【总页数】3页(P74-76)
【作者】尹克荣
【作者单位】山东农业大学机械电子工程学院,山东,泰安,271018
【正文语种】中文
【中图分类】TM935.1
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智能仪表的预测维护
方原柏
【期刊名称】《软件》
【年(卷),期】2009(000)012
【摘要】@@ 涉及到安全生产、高效生产,用户越来越关心怎样将设备维护工作由被动维护改变成主动维护.本文介绍了维护工作的大体分类、预测维护的优点并以控制阀门、变送器和pH分析仪为例介绍了智能仪表的预测维护功能,最后介绍了预测维护信息的显示和改造实例.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】方原柏
【作者单位】
【正文语种】中文
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智能化经纬仪检测系统
佚名
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】该系统是一种高精度的室内专用计量仪器。
由竖进角发生器、水平角发生器、微小角度发生器、水平光轴校正器、数据采集及自动处理系统五部分组成。
其主要技术指标如下:
【总页数】1页(P66-66)
【正文语种】中文
【中图分类】TH761.1
【相关文献】
1.光电经纬仪室内检测系统的研究与应用 [J], 贾峰;李桂芝;李阳
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本科生课程设计（论文）题目电子产品失效测试温度控制仪的设计学院机械交通学院专业电气工程及自动化班级104班姓名候犁明学号103736409指导教师石砦职称讲师2013 年11 月新疆农业大学教务处电子产品失效测试温度控制仪的设计作者：候犁明指导老师：石砦摘要:本文介绍了电子产品失效测试温度控制仪的设计原理和方法，用热电偶测量加热器温度，用A／D转换芯片对采集到的温度信号进行处理，运用了经典的PID控制算法。
由热电偶、热电阻等传感器送来的电信号在测量桥路进行冷端自动补偿后，送入放大器，一面把信号进行放大，同时把非线性信号校正为线性信号，经线性放大信号一路A／D转希电路把模拟量转换成数字信号进行数字显示，另一路传输到调节网络，进行规定的比较运算，同时输出一个需要的控制信号和进行工作状态指示，最终实现了对加热器温度的精确控制。
本文中介绍了几种常用芯片的基本原理，工作特性，并对设计中使用到的各种仪表进行分析并选型。
根据失效分析实验室实际需要设计了温度控制仪的硬件结构，并绘制相关的电路图，编写了相应的程序，以实现制定的功能。
使其温度稳定在设定的温度值上。
并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。
关键词：智能温度控制加热器；单片机；模数转换The design of the electronic product failure test temperaturecontrol instrumenAuthor: Hou LiMing Guide teacher: SHI ZhaiAbstract :This paper introduces the principle and method of temperature controller used for electronic commodity analysis．This paper addresses the three most important issues for temperature control：(1)measure the temperature of heater with thermocouple(2)signal dealing with A／D exchange chip(3)classic IP control calculator．The signal from thermocouple and resistance was automatic compensated through measuring bridge，and then amplified through amplifier，and at the same time non一1inear signal rectified to 1inear signal．One way of the amplifled signal transfer from analog to digital indicated signal through A／D chips，and the other way was is transmitted to network for specified comparison calculation at the same time outputs a required signal of work status，in the end realizes heater temperature controlling accurately．This paper introduces the principle and work characteristic of several chip used on common．and at the same time dose detailed analysis for the instrument type used in design．Generally speaking，this paper designed hardware，electric circuit and relative program to realize the control function of intelligent temperature instrument according to actual demand of failure analysis lab．Temperature controller can make the temperature stable within a settled area．Wha t’s more，there’s value input keypad，LED digital tube display and reminding function when temperature reach limit．Keywords：Intelligent Temperature Controller；Single chip computer；Analog to digital converter前言：温度是工业对象中主要的被控参数之一，像电子、冶会、机械、食品．化工各类工业中，广泛使用的各种加热器、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
智能温度控制仪的控制过程是：加热器内温度由热电偶测定，其信号经过多路开关送入放大器，经A／D转换芯片待到相应的数字量，再通过光电耦合器隔离，经过计算机进行数据处理、判断分析，并对偏差按PID规律运算后输出数字控制量。
数字信号经光耦合隔离，由D／A电路转换成模拟量，再通过U／l转换的0一lOmA的电流，该电流送入电压调整器，触发晶闸管。
得到应有的控制量，去控制加热功率，从而实现对温度的控制。
1温度控制仪的设计要求以及各个设备选型依据1．1仪表拟实现的功能本智能温控仪表能对电炉温度进行测量与控制，具体功能如下：(1)具有四路模拟量输入(熟电偶mY)，其中第一路用于调节：设有冷端温度自动补偿、热电偶线性化处理和数字滤波功能，测量精度要求为±0．1％，测量范围为O’11000C。
(2)具有一路模拟量输出(0’lOmA)和四路开关量输出．一路模拟量输出能按控制作用改变加热功率，四路开关量输出能用于启动风扇进行冷却，同时能显示系统的工作状态，并进行高、低限报警。
(3)采用6位LED显示，其中2位显示参数类别，4位显示数值。
(4)具有超限报警功能。
(5) 输入输出通道和主机都用光电耦合器进行隔离，使系统具有较强的抗干扰性能。
(6)可在线设置或修改参数。
(7) 具有12个功能键：测量值键(PV)，设定值键(sV)，Ti设定键(TIMEl)，开关量选择(VAS)键，丌关量动作时间键(TIME2)，偏差报警键(AL)，重复次数键(RT)，输出键(OUT)，递增键(A)，递减键(V)，启动键(START)和复位键(RESET)。
(8) 系统具有掉电保护功能。
1．2进行系统设计时应考虑的问题加热器温变化规律的控制，即炉温按预定的温度一时间关系变化，这主要在控制程序设计中考虑。
温度控制范围：女N40-1000*C，这就涉及到测温元件、电加热器功率的选择等。
热电偶作为一种主要的测湿元件，具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点。
但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时，却存在着以下几方面的问题。
①非线性：热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系，因此在应用时必须迸行线性化处理。
②冷端补偿：熟电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值，而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的，故需进行冷端补偿。
③数字化输出：与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口，而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。
因此，将热电偶应用于嵌入式系统时，须进行复杂的信号放大、A／D转换、查表线性线、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。
控制精度、超调量等指标，这涉及到A／O转换精度、控锖Ⅱ规律选择等。
本次设计准备做的智能温度控制仪就是一种能对加热器的升温降温速度和保温时间实现严格控制利用ADC／DAC的面板式单片机智能控制仪器，将温度变送、显示和数字控制集合于一体，用软件实现程序升温降温的PID 精密调节。
1．3模数、数模转换器的工作原理，以及选择的依据1．3．1工作原理数模转换就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量，实现该功能的电路或器件称为数模转换电路，通常称为D／A转换器或DAC(Digital AnalogConverter)。
数可以分为有权数和无权数，所谓有权数就是其每一位的数码有一个系数。
如十进制数的45中的4表示为4×10，而5为5×1，即4的系数为lO，而5的系数为1，数模转换从某种意义上讲就是把二进制的数转换为十进制的数。
最原始的DAC电路由以下几部分构成：参考电压源、求和运算放大器、权产生电路网络、寄存器和时钟基准产生电路。
寄存器的作用是将输入的数字信号寄存在其输出端，当其进行转换时输入的电压变化不会引其输出的不稳定。
时钟基准产生电路主要对应参考电压源，它保证输入数字信号的相位特性在转换过程中不会混乱，时钟基准的抖晃(jitter)会制造高频噪音。
二进制数据其权系数的产生。
依靠的是电阻，CD格式是16bit，即16位。
所以采用16只电阻，对应16位中的每一位。
参考电压源依次经过每个电阻的电流和输入数据每位的电流进行加权求和即可得出模拟信号，这就是多比特DAC。
多比特与1比特的区别之处就是，多比特是通过内部精密的电阻网络进行电位比较，并最终转换为模拟信号，好处在于高的动态跟随能力和高的动态范围，但是电阻的精度决定了多比特转换器的精度，要达到24bits的转换精度，对电阻的要求高达0．000015，即便是理想的电阻，其热噪音形成的阻值波动都会大于此值，多比特系统目前广泛采用的是R 一2R梯形电阻网络，对电阻的精度要求可以降低，但即便如此，理想状态的电阻达到的转换精度也不会达到24bits，23bits已经是极限多比特系统的优点在于设计简单，但受制于电阻的精度，成本也高。
单比特的原理：依靠数学运算的方法在CD的脉冲代码信号(PCM)中插入过取样点，插入7个取样点就是18倍过取样，这些插入的取样点与原信号通过积分电路进行比较，数值大的就定为1，数值小的就定为0，原先的PCM信号就变成了只有1和0的数据流，1代表数据流较密集，O代表数据流较稀疏，这就是脉冲密度调制信号(PDM)，脉冲密度调制信号经过一个开关电容网络构成的低通滤波器，1就转换为高电压信号，O就转换为低电压信号，然后通过级联积分，最终转换为模拟信号。
