智能仪器设计基础-全套PPT课件.pptx

本章内容仪器发展概况1.1智能仪器发展趋势1.2分类、组成和特点1.3首页智能仪器中微处理器的选择1.4第一章绪论返回重点：1.智能仪器的发展过程2.内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能3.智能仪器中常用单片机上页返回下页1.1测量仪器的发展概况含有微计算机或微处理器的测量仪器，拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定的智能作用。1.智能仪器a数据处理（过去）；发展b知识处理（目前）；模糊判断、故障判断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测。功能上页返回下页2.各个时期的发展50年代模拟式（指针式）仪器。仪器的功能用硬件实现，几乎没有软件的介入，完全由生产厂商在产品出厂前定义好，测量结果用指针显示。体积庞大，功能单一，价格昂贵，开放性差，响应速度慢，精度低。特点万用表、电子示波器、信号发生器等磁电式和电子式模拟仪器仪表典型仪器上页返回下页2.各个时期的发展数字式仪器60年代随集成电路的出现，以集成电路芯片为基础。在测量过程中将模拟信号转换为数字信号，测量结果以数字形式显示和输出基本工作原理特点读数清晰，响应速度快，精度高数字电压表、数字功率计，数字频率计、数字式温度传感器典型仪器上页返回下页2.各个时期的发展独立式智能仪器（简称智能仪器）70年代微处理器的出现和广泛应用,产生以微处理器为核心,将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.功能可根据被测参数的变化自动选择合适的量程，进行自动校准、自动补偿、自动判断故障、优化控制等，具有一定的人类智能作用。特点测量范围宽、精度高、稳定性好。智能仪器一般均配有GP-IB（或RS-232C、RS-485）等通信接口，可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统智能仪器由于引入了计算机，功能强大，性能优异，使用灵活、方便，是现阶段高档电子仪器的主体。如污染测试仪，强度测试仪，等都采用智能技术的现代化精密检测仪器，又比如智能机器人。上页下页返回2.各个时期的发展80年代初个人仪器（PC仪器）将仪器中的测量部分配以相应的接口电路组成各种仪器卡，插入到PC机的插槽或扩展槽内，以个人计算机为基础组成的智能仪器。基本工作原理将传统的独立仪器与计算机的软件硬件资源相结合，利用PC机的硬件和软件资源完成数据分析和显示，仪器卡完成数据采集，具有较高的性价比。特点可充分发挥计算机的效能，灵活方便、标准化程度高、扩展性好。上页下页返回2.各个时期的发展80年代后期虚拟仪器（VirtualInstrument）美国国家仪器（NI）公司提出以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一种新型仪器。虚拟仪器上页返回下页三大组成模块虚拟仪器软件计算机仪器模块数据分析各种传感器信号调理器模数转换器数据采集器个人计算机（各种通用计算机）过程通讯图形用户界面等软件上页下页返回虚拟仪器计算机和仪器模块组成了虚拟仪器硬件测试平台，完成被测输入信号的采集、放大、模数转换以及输出信号的数模转换等。当硬件确定后，用户可以通过不同测试功能的软件模块（如数据分析、过程通讯以及图形用户界面等软件）的组合实现不同的功能。即：同一个硬件系统，软件不同，就可得到功能完全不同的测量仪器软件系统是虚拟仪器的核心目前较流行的虚拟仪器软件环境如：C、LabWindows／CVI，VisualBasic，VisualC++文本式的编程语言图形化编程语言如：LabView、HPVEE虚拟仪器的优点：测量精度高、速度快、可重复性好、开关、电缆少、系统组建时间短、测量功能易于扩展等优点，有最终取代大量的传统仪器成为仪器领域主流产品的趋势。上页返回下页网络化仪器在测量测试领域，将仪器、昂贵的外围设备、测试对象以及数据库等资源纳入网络，对测量实现远地化、网络化、以及测量结果信息资源共享化，使一台仪器为更多的用户所使用，降低了测试系统的成本，实现资源共享，共同完成测试任务。这种借助于网络通信技术与虚拟仪器技术共享软硬件的结合体称为网络化仪器。如网络化流量计、网络化传感器、网络化示波器、网络化分析仪和网络化计量表等.网络化仪器网络化仪器，如现场总线智能仪表，是适合在远程测控中使用的仪器，既可以像普通仪器那样按设定程序对相关物理量进行自动测量、控制、存储和显示测量结果及控制状态；同时具有重要的网络应用特征，经授权的仪器使用者，通过Internet可以远程对仪器进行功能操作、获取测量结果并对仪器实时监控、设置参数和故障诊断，