《电子测量技术基础》课件_第8章 智能仪器.pptxVIP

姓名

XXX学院;;;;第一代：模拟式电子测量仪器（又称指针式测量仪器）

主要特点：体积大、功能简单、精度低、响应速度慢。

第二代：数字式电子测量仪器

主要特点：精度高，速度快，读数清晰，直观，便于遥控遥测，其结果既能以数字形式输出显示，还可以通过打印机打印输出。

第三代：智能型电子测量仪器（简称智能仪器）

主要特点：内部含有微处理器（或单片机），具有数据存储、运算和逻辑判断等能力，能根据被测参数的变化自动选择量程，可实现自动校正、自动补偿、自寻故障、以及远距离传输数据、遥测遥控等功能。

智能型电子测量仪器是目前应用最广泛的一类仪器。;8.1.3发展趋势;8.1.4主要功能;8.2.1基本硬件结构;1、硬件平台;智能仪器以微处理器为核心，通过总线及接口与输入通道、抗混叠滤波器、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、三态缓冲器等部分进行通信。

主机电路用来存储程序、数据，并进行运算和处理，通常由微处理器、程序和数据存储器、输入输出（I/O）接口电路等组成，其本身就是一个单片微型计算机。

输入通道将被测量的电压信号通过A/D转换器转换成数字信号，然后进行数据存储和分析。

输出通道通常是决定仪器测量准确度的关键部分。;在仪器输出部分，如果要求模拟输出，则需要经过输出通道，包括D/A转换器、多路分配器、采样保持器、低通滤波器等部分。仪器数字输出可与屏幕显示器相连，也可以与磁盘、光盘或打印机相连，以获得硬拷贝。

人机联系部件的作用是沟通操作者与仪器之间的联系，它主要由仪器面板中的键盘、开关、按钮及显示器等组成。键盘是在微处理器管理和控制下工作的，通过键盘，使用者可以选择仪器功能和量程。

仪器所用硬件器件的质量和结构工艺是影响可靠性的重要因素，故应合理选择元器件和采用在极限情况下进行试验的方法。;2、应用软件;8.2.2基本工作原理;智能仪器的研制开发是一个较为复杂的过程。为完成仪器的功能，实现仪器的指标，提高研制效率，并能取得一定的研制效益，应遵循正确的设计原则、按照科学的研制???骤来开发智能仪器。

8.3.1总体需求分析

1、设计目的

2、形式要求

3、供电方式

4、外形及环境适应性要求;5、采样策略的要求及实现方法

6、模拟电路要求

7、数字电路要求

8.3.2设计基本要求

1、功能及技术指标要求

2、可靠性要求

3、操作和维护要求

4、仪器工艺结构与造型设计要求;8.3.3设计基本原则

1、自顶向下设计原则

1)设计人员根据仪器功能和设计要求提出仪器设计的总任务，并绘制硬件和软件总框图(总体设计)。

2)将任务分解成一批可独立表征的子任务，这些子任务还可以再向下分，直到每个低级的子任务足够简单，可以直接而且容易地实现为止。

这些低级子任务可采用某些通用模块，并可作为单独的实体进行设计和调试，从而能够以最低的难度和最高的可靠性组成高一级的模块。

在硬件或软件设计时，把难处理的问题，分为若干个较简单的、容易处理的问题，然后再一个个地加以解决。;2、开放式设计原则

1)“开放系统”设计思想

①在技术上兼顾今天和明天，既从当前实际可能出发，又留下容纳未来新技术机会的余地；

②向系统的不同配套档次开放，在经营上兼顾设计周期和产品设计，并着眼于社会的公共参与，为发挥各方面厂商的积极性创造条件；

③向用户不断变化的特殊要求开放，在服务上兼顾通用的基本设计和用户的专用要求等等。;2)“开放系统”设计方法

①基于国际上流行的工业标准微机总线结构，针对不同的用户系统要求，选用相应的有关功能模块组合成最终用户的应用系统；

②系统设计者将主要精力放在分析设计目标，确定总体结构，选择系统配件等方面，而不是放在部件模块设计及用于解决专用软件的开发设计上。;3、组合设计原则

1)“组合化”设计思想

①开放式体系结构和总线系统技术发展，导致了工业测控系统采用组合化设计方法的流行，不同的应用系统选用成熟的现成硬件模板和软件进行组合。

②设计基础是模块化，硬、软件功能模块化是实现最佳系统设计的关键。

2)“组合化”设计优点

①系统划分成若干硬、软件产品的模块，由专门的研究机构完善地设计，现成的功能模块迅速配套成各种应用系统，简化设计并缩短设计周期。

;②结构灵活。便于扩充和更新，使系统的适应性强。在使用中可根据需要通过更换一些模板或进行局部结构改装以满足不断变化的特殊要求。

③维修