(第一章 智能仪器绪论.ppt

智能仪器的广泛应用 智能仪器的广泛应用 智能仪器的广泛应用 智能仪器的广泛应用 智能仪器的广泛应用 智能仪器一般设计步骤 德米特里·门捷列夫，19世 纪俄国化学家，他发现了元素 周期律 并就此发表了世界上 第一份元素周期表。 1907年2月2日，这位享有 世界盛誉的俄国化学家因心肌梗塞与世长辞，那一天距离他的73岁生日只有六天。他的名著、伴随着元素周期律而诞生的《化学原理》，在十九世纪后期和二十世纪初，被国际化学界公认为标准著作，前后共出了八版，影响了一代又一代的化学家。 1915－1928年,美国首先研制出了峰值电子电压表并使其商品化；1952年,美国NLS公司首先研制出电子管式4位数字电压表； 20世纪60-70年代 ,计算机的引入使仪器具备了系统测量和测量数据的控制、分析、处理、计算与显示输出功能； 20世纪80-90年代，微处理器被用到仪器中，从而实现了仪器的智能化，仪器的人机交互更加友好，测量规模不断夸大，测量精度和速度不断提高，信息处理能力不断增强。 几何量：长度、角度、形貌、相互位置、位移、距离测量仪器等 机械量：各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪、力矩测量仪、振动测量仪等 热工量：温度、湿度、流量测量仪器等 光学参数：如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等 电离辐射：各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等 时间频率：各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时 间频率测量仪等 电磁量：交、直流电流表、电压表、功率表、RLC测量仪、静电仪、磁参数测量仪等 无线电参数测量仪器：如示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪、动态信号分析仪等 在学习和生活中，接触、使用或了解哪些仪器仪表？是否体现出智能仪器的先进性、便捷性及其重要性？ 微处理器内嵌式智能仪器以单片机或DSP等微处理器为核心，负责测量过程的过程控制和数据处理，并具有多种接口，便于与计算机和其他设备连接。 微处理器内嵌式智能仪器的主要优点是体积小，可做成便携式或手持式，使用方便。而且具有很好的电磁兼容性，可工作于恶劣的环境中。 微机扩展式智能仪器又称为个人计算机仪器（PCI）或微机卡式仪器。 其优点是使用灵活，可以利用PC已有的硬件和软件资源，以便缩短研发周期，降低研发成本；并且可以利用PC强大的数据处理能力和内存容量，用于更复杂、更高层次的信息处理，从而使仪器的功能更强大。 仪器仪表的重要性认识、仪器仪表的概念及其发展（三代仪器仪表）、智能仪器的概念、八大类测试计量仪器 智能仪器的分类（四个层次）、基本结构（微机内嵌式和微机扩展式）及其六大特点 智能仪器的发展趋势及促进其发展的新技术简介 作业 课后习题2：什么是智能仪器？简述其结构和特点。 智能仪器的四个层次 1）聪敏仪器类 以电子、传感、测量技术为基础。特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。 2）初级智能仪器类 除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。 智能仪器的四个层次 3）模型化智能仪器类 在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差进行补偿。 4）高级智能仪器类 是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。 其结构可有两种基本类型 微机内嵌式 微机扩展式 将单片或多片的微处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机，其形态是仪器。 以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。称为个人计算机仪器(PCI)或称微机卡式仪器。其形态可以是计算机。 2.智能仪器的基本结构 微机内嵌式智能仪器基本结构 MCU RAM、 EPROM I/O接口 D/A A/D 外部通信及外围设备 键盘、开关、显示器等 传感器 非电量 输入通道 输出通道 信号调理电路 电量 微机内嵌式智能仪器 硬件 软件 人机接口电路 微处理器 存储器 输入通道 通信接口电路等部分 核心作用 程序存储器 数据存储器 存储程序 和数据 传感器