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智能儀�
閱讀�10996�(shí)間:2010-10-09 15:42:26

  智能儀器的定義:智能儀器是含有微型�(jì)算機(jī)或者微�處理�的測量儀�,擁有對�(shù)�(jù)的存�(chǔ)�(yùn)算邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能�

功能特點(diǎn)

  隨著微電子技�(shù)的不斷發(fā)�,集成了CPU、存�(chǔ)�、定�(shí)�/�(jì)�(shù)�、并行和串行接口、看門�、前置放大器甚至A/D、D/A�(zhuǎn)換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯�(即單片機(jī))出現(xiàn)�。以單片�(jī)為主體,將計(jì)算機(jī)技�(shù)與測量控制技�(shù)�(jié)合在一�,又組成了所謂的“智能化測量控制系統(tǒng)�,也就是智能儀��

  與傳�(tǒng)儀器儀表相�,智能儀器具有以下功能特�(diǎn)�

 ?、俨僮髯�?dòng)化。儀器的整�(gè)測量過程如鍵盤掃�、量程選�、開�(guān)啟動(dòng)閉合、數(shù)�(jù)的采�、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機(jī)或微控制器來控制操作,實(shí)�(xiàn)測量過程的全部自�(dòng)��

 ?、诰哂凶詼y功能,包括自�(dòng)�(diào)�、自�(dòng)故障與狀�(tài)檢驗(yàn)、自�(dòng)校準(zhǔn)、自診斷及量程自�(dòng)�(zhuǎn)換等。智能儀表能自動(dòng)檢測出故障的部位甚至故障的原�。這種自測試可以在儀器啟�(dòng)�(shí)�(yùn)�,同�(shí)也可在儀器工作中�(yùn)行,極大地方便了儀器的維護(hù)�

 ?、劬哂袛?shù)�(jù)處理功能,這是智能儀器的主要�(yōu)�(diǎn)之一。智能儀器由于采用了單片�(jī)或微控制�,使得許多原來用硬件邏輯難以解決或根本無法解決的問題,現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解�。例�,傳�(tǒng)的數(shù)字萬用表只能測量電阻、交直流電壓、電流等,而智能型的數(shù)字萬用表不僅能�(jìn)行上述測�,而且還具有對測量�(jié)果�(jìn)行諸如零�(diǎn)平移、取平均值、求極�、統(tǒng)�(jì)分析等復(fù)雜的�(shù)�(jù)處理功能,不僅使用戶從繁重的�(shù)�(jù)處理中解放出來,也有效地提高了儀器的測量精度�

  ④具有友好的人機(jī)對話能力。智能儀器使用鍵盤代�?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的切換開�(guān),操作人員只需通過鍵盤輸入命令,就能實(shí)�(xiàn)某種測量功能。與此同�(shí),智能儀器還通過顯示屏將儀器的�(yùn)行情�、工作狀�(tài)以及對測量數(shù)�(jù)的處理結(jié)果及�(shí)告訴操作人員,使儀器的操作更加方便直觀�

 ?、菥哂锌沙炭夭僮髂芰ΑR话阒悄軆x器都配有GPIB、RS232C、RS485等標(biāo)�(zhǔn)的通信接口,可以很方便地與PC�(jī)和其他儀器一起組成用戶所需要的多種功能的自�(dòng)測量系統(tǒng),來完成更復(fù)雜的測試任務(wù)�

典型�(jié)�(gòu)

  智能儀器由硬件和軟件兩大部分組��

  硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出通道、人�(jī)接口電路、通信接口電路�

智能儀器的典型結(jié)構(gòu)圖

  智能儀器的軟件分為�(jiān)控程序和接口管理程序兩部�。監(jiān)控程序是面向儀器面板鍵盤和顯示器的管理程序;接口管理程序是面向通信接口的管理程序,接收并分析來自通信接口總線的遠(yuǎn)控命��

�(shè)�(jì)要點(diǎn)

  一� �(shè)�(jì)、研制智能儀器的一般過�

  1� 確定�(shè)�(jì)任務(wù)

  根據(jù)儀器設(shè)�(jì)目標(biāo),編寫設(shè)�(jì)任務(wù)說明�,明確儀器應(yīng)具備的功能和�(yīng)�(dá)到的技�(shù)指標(biāo)。設(shè)�(jì)任務(wù)說明書是�(shè)�(jì)人員�(shè)�(jì)的基�(chǔ),應(yīng)力求�(zhǔn)確簡��

  2� 擬制總體�(shè)�(jì)方案

  先依�(jù)�(shè)�(jì)要求提出幾種可能的方案,每�(gè)方案�(yīng)包括儀器的工作原理,采用的技�(shù),重要元器件的性能�;然后對各方案�(jìn)行可行性論證,包括重要部分的理論分析與�(jì)算以及必要的模擬�(shí)�(yàn),以�(yàn)證方案是否能�(dá)到設(shè)�(jì)的要求;再兼顧各方面因素選擇其中之一作為儀器的�(shè)�(jì)方案�

  3� 確定儀器工作總框圖

  采用自上而下的方法,把儀器劃分成若干�(gè)便于�(shí)�(xiàn)的功能模�,并繪制出相�(yīng)的硬件和軟件工作框圖。設(shè)�(jì)者應(yīng)該根�(jù)儀器性能�(jià)格比、研制周期等因素對硬�、軟件的選擇做出合理安排。軟件和硬件的劃分往往需要經(jīng)過多次折中才能取得滿意的�(jié)果,�(shè)�(jì)者應(yīng)在設(shè)�(jì)過程中�(jìn)行認(rèn)真權(quán)��

  4.硬件電路和軟件的設(shè)�(jì)與調(diào)�

  一旦儀器工作總框圖確定之后,硬件電路和軟件的設(shè)�(jì)工作就可以齊頭并�(jìn)�

主機(jī)的選�

  在實(shí)際微處理器選擇中,往往�(huì)感到許多型號的微處理器都能滿足設(shè)�(jì)要求,這時(shí)主要取決于設(shè)�(jì)人員對某種微處理器的熟悉程度。由�51系列單片�(jī)是單片機(jī)的主流機(jī)�,技�(shù)性能及開�(fā)手段都較成熟,并在我國應(yīng)用較普遍,因��51系列單片�(jī)在智能儀器設(shè)�(jì)中得到了廣泛�(yīng)��

  在選擇智能儀器主�(jī)電路�(shí),目前應(yīng)盡量先選用性能�(jià)格比高的8�/16位單片機(jī),同�(shí)也要�(guān)注技�(shù)的�(jìn)展,不失�(shí)�(jī)地把的含有微處理器的電路芯片或單板機(jī)平臺(tái)引入到智能儀器的�(shè)�(jì)中來�

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