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智能仪器概述; 课程类型：专业教育课程 必修 先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、 单片机原理及接口技术 使用教材： 程德福 林君. 智能仪器，机械工业出版社 参?考?书： 赵新民主编. 智能仪器设计基础，哈尔滨工业大学出版社 赵茂泰. 智能仪器原理及应用，电子工业出版社 宋万杰等. CPLD技术及其应用，西安电子科技大学出版社;学时分配： 本课程共32学时 成绩的考察方法及评定标准： 总评成绩以百分制计算，平时成绩占30%， 期末考试成绩占70% 教学内容： ;第一章 概述;一 、从传统仪器到智能仪器 ;2、八类测试计量仪器;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 电子参数：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。;注意！！！！;3、四代仪器仪表;第四代 虚拟仪器;操作系统：DOS, Windows2000/9x/NT 最大I/0速度： 1.5 Mbytes/s （IEEE488.1)??7.7 Mbytes/s (HS488) 尺寸：133x107 mm;NI的DAQ及VXI产品示例;虚拟数字示波器的软面板;第14页/共51页;第15页/共51页;4、智能仪器的概念与历史;近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展。 模糊判断、故障诊断、传感器融合、机件寿命预测等，使智能仪器的功能向更高的层次发展。;5、对仪器仪表重要性的认识;王大珩院士：“能不能创造高水平的科学仪器和设备体现了一个民族、一个国家的创新能力。发展科学仪器设备应当视为国家战略” ;二 、智能仪器的分类、基本结构与特点;智能仪器的4个层次;2、智能仪器的基本结构 ;;内嵌微处理器智能仪器的基本结构;微机扩展式智能仪器结构图;微机扩展式智能仪器的结构图; 个人仪器结构图 ;◆测量过程的软件控制： CPU→ 软件控制测量过程 “以软代硬” →灵活性强、可靠性强 ◆数据处理 ： 随机误差、系统误差、非线性校准等处理 →改善测量的精确度 数字滤波、相关、卷积、反卷积、幅度谱、 相位谱、功率谱等信号分析 →提供更多高质量的信息量 ◆多功能化 ：一机多用 如智能化电力需求分析仪;三、推动智能仪器发展的主要技术;1、传感器技术 为适应智能仪器发展的需要，各种新型传感器不断涌现。 聋哑传感器(Dumb Sensor) 智能传感器(Smart Sensor) 网络化传感器(Networked Sensor) /know_info.asp?id=112 ; 传统的传感器是模拟仪器仪表时代的产物。它的设计指导思想是把外部信息变换成模拟电压或电流信号。这类传感器的输出幅值小，灵敏度低，而且功能单一，因而被称为“聋哑传感器”。;将网络接口芯片与智能传感器集成起来并使通信协议固化到智能传感器的ROM中时，就产生子网络传感器； IEEEl451.2工作组建立了智能传感器接口模块(STIM)标准，描述了传感器网络适配器或微处理器之间的硬件和软件接口，是IEEEl451网络传感器标准的重要组成部分，使传感器能与各种网络连接。;A／D芯片是现代科学仪器不可缺少的核心部件之一，它的速度的提高是实现高速数据采集的关键。在向高速，低功耗、高分辨率、高性能的方向发展。 A／D等电路与微处理器集成在一块(称为混合电路) 传感器与控制电路都集成在一块芯片上，这将缩小体积，增强可靠性，从而实现智能仪器的多功能化;3.单片机、DSP处理器广泛应用;什么是ARM？ ;ARM开发的RISC处理器。而现在我们把这一类的处理器称为ARM。ARM 微处理器已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。 ;ARM还可以理解为是一种技术，ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所