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21972b 1.智能式仪表简介 智能式仪表一般是指配备了微处理器(μP)(包括单片机μC)的仪表。 随着微处理器、半导体存储器等大规模集成电路技术的发展和普及,微机技术进入了仪器仪表的设计与制造领域,使仪表的原理、功能和精度水平都发生了革命性的变化。微处理器的监控和计算能力不但简化而且甚至淘汰了传统仪器设计中那些难于掌握和突破的关键问题,并赋予这一代仪表以识别(判断)、记忆、分析计算和可控等功能,使仪表具有自动量程转换、测量单位自动显示、电压极性判断、电路参数类别判断、数值筛选等能力。人们泛称这些微机化的仪表为“智能仪表”。智能仪表实际上是一个微型计算机系统。随着现代软件技术和超大规模集成电路(VLSI)技术的飞速发展,智能仪表已成为发展仪表和测量技术的一个重要发展领域。 21972b 2.智能式电工仪表的主要功能和特点 (1)多功能测量 智能式电工仪表除了一般数字表的测量参数外,还可测量频率、功率、谐波、占空比等多种参数。(2)多模式输出 智能式电工仪表能以多种形式输出信息,除直接数字显示外,可通过配备的RS-232、RS-485、IEEE-488 、GP-IP等接口进行数据传输甚至通过网络远程传递测量信息;有的配有PC Windows视窗软件,可方便地在PC机上进行数据显示、记录和图表输出。(3)自动校正零点、修正误差 智能式电工仪表具备自动校正零点、满度和切换量程的功能,因此降低了因仪表的零点漂移和特性变化所造成的误差,提高了测量精度和读数的分辨力。(4)控键多级设置、可编程 智能式电工仪表具有键控,可根据测量的需要进行多级设置。(5)自诊断和故障监控 智能式电工仪表在运行过程中可以自动地对仪表本身各组成部分进行一系列的测试,一旦发现故障即能报警,并显示出故障部位,以便及时处理。 21972b 2.智能式电工仪表的主要功能和特点 (6)使用标准模块、工艺先进 由于智能式电工仪表目前已具标准模块化、通用化、系列化,给电路设计和安装调试、维修带来极大方便。(7)微功耗、可便携 智能式电工仪表采用低功耗CMOS芯片,集成度极高。 21972b 图2-23 智能式电工仪表硬件 21972b 2.5.2 智能式电工仪表结构 1.微处理器2. A/D转换器3.数据通信和接口电路4.译码器和显示器 21972b 1.微处理器 智能式电工仪表通常以单片机为核心。单片机是指在一块芯片中集成了微处理器CPU、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM和各种功能的I/O接口电路的微型计算机。 21972b 2. A/D转换器 一般数字式电工仪表采用的各种A/D转换器的转换过程是利用硬件实现的。 21972b 3.数据通信和接口电路 (1)RS-232C标准串行接口总线 RS-232C是美国电子工业协会(EIA,Electronic lndustries Association)公布的串行通信标准,RS是英文“推荐标准”的字头缩写,232是标识号,C表示该标准修改的次数(3次)。(2)RS-485总线 RS-485标准串行接口总线实际上是RS-422A的变型,它是为了适应用最少的信号线实现多站互连,构建数据传输网的需要而产生的。(3)GP-IB总线 GP-IB(General Purpose Interface Bus通用接口总线)是国际通用的仪器接口标准。(4)USB总线 USB(Universal Serial Bus)总线是一种通用串行式电缆总线,其传输速率从几Kbit/s到几百Mbit/s,可在同一根电缆上支持同步、异步两种传输模式。 21972b 4.译码器和显示器 (1)液晶(LCD)条图 31/2位数字/42段LCD模拟条图如图2-24所示,呈断续的条状,这种显示器的分辨力高,微功耗,体积小,低压驱动,适于电池供电的小型化仪表。(2)等离子体(PDP)光柱显示器 其优点是自身发光,亮度高,显示清晰,观察距离远,分辨力较高,缺点是驱动电压高,耗电较大。(3)LED光柱显示器 它是由多只发光二极管排列而成。 21972b 图2-24 3位数字/42段LCD模拟条图 21972b 2.5.3 DMM标准模块和基本表 1.标准模块2. DMM基本表电路 21972b 1.标准模块 图2-25 采用DIP-32封装的MAX1494芯片 21972b 2. DMM基本表电路 图2-26 MAX1494内部结构 21972b 2. DMM基本表电路 图2-27 MAX1494构成的4智能数字式多用基本表电路 21972b 2.6 DMM 2.6.1 DMM结构2.6.2 国外DMM简介 21972b 2.6.1 DMM结构 1. DMM测量直流电流2. DMM测量交流电量3. DMM测量电阻 21972b 1
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