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智能仪表综合训练设

计说明书

第一章绪论

1.1智能仪器与数据采集系统的作用与发展

1.智能仪器技术是一门集电子技术、单片机技术、自动化技术、自动控制技术、

计算机应用等于一体的跨学科的专业技术课程。随着微电子技术和计算机技术的

飞速发展，测控仪器仪表的智能化、总线化、网络化已成为整个行业发展的主要

趋势，同时也日益成为工程界和科技界人士所关注的重要问题之一。智能仪器的

出现，极大的扩充了传统仪器的应用围。只能仪器凭其体积小、功能强、功耗低

等优势，迅速的在家用电器、科研单位和工业企业中得到广泛的应用。

2.与传统仪器仪表相比，智能仪器具有以下功能特点：

(1)操作自动化。仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启

动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器

来控制操作，实现测量过程的全部自动化。

(2)具有自测功能，包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、

自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的

原因。这种自测试可以在仪器启动时运行，同时也可在仪器工作中运行，

极方便了仪器的维护。

(3)具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于

采用了单片机或微控制器，使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法

解决的问题，现在可以用软件非常灵活地加以解决。例如，传统的数字万

用表只能测量电阻、交直流电压、电流等，而智能型的数字万用表不仅能

进行上述测量，而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求

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极值、统计分析等复杂的数据处理功能，不仅使用户从繁重的数据处理中

解放出来，也有效地提高了仪器的测量精度。

(4)具有友好的人机对话能力。智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切

换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。与此

同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数

据的处理结果及时告诉操作人员，使仪器的操作更加方便直观。

(5)具有可程控操作能力。一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485

等标准的通信接口，可以很方便地与PC机和其他仪器一起组成用户所需要

的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。

3.智能仪器发展趋势

(1)微型化。如巡航导弹控制部分、植入病人体的多参量测量仪等。

(2)多功能。如数字任意波形发生器、人体生命特征测量仪等。

(3)人工智能化。具有视觉、听觉、思维等。

(4)网络化

(5)虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段

(6)微功耗。

1.2智能仪器的概述

1.2.1智能仪器的基本组成

智能仪器硬件组成主要由单片机、模拟量和开关量I/O通道、人-机联系部

件及其接口电路、数据通信接口等组成。如图1-1所示。

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开关量输入开关量输入接口开关量输出接口开关量输出

输入A/D转单D/A转驱动与

模拟量输入电路换接口片换接口执行电路控制量