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智能儀器的工作原理、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2007-09-27  作者:rqb99  瀏覽次數(shù):635
      智能儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢,迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

       1.智能儀器的工作原理

       傳感器拾取被測參量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān);由單片機(jī)逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器,放大后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號后送入單片機(jī)中;單片機(jī)根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理(如非線性校正等);運(yùn)算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和打?。煌瑫r單片機(jī)把運(yùn)算結(jié)果與存儲于片內(nèi)FlashROM(閃速存儲器)或E?2PROM(電可擦除存貯器)內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算比較后,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和控制要求,輸出相應(yīng)的控制信號(如報警裝置觸發(fā)、繼電器觸點(diǎn)等)。此外,智能儀器還可以與PC機(jī)組成分布式測控系統(tǒng),由單片機(jī)作為下位機(jī)采集各種測量信號與數(shù)據(jù),通過串行通信將信息傳輸給上位機(jī)——PC機(jī),由PC機(jī)進(jìn)行全局管理。

       2.智能儀器的功能特點(diǎn)

       隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,集成了CPU、存儲器、定時器/計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片(即單片機(jī))出現(xiàn)了。以單片機(jī)為主體,將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起,又組成了所謂的“智能化測量控制系統(tǒng)”,也就是智能儀器。

       與傳統(tǒng)儀器儀表相比,智能儀器具有以下功能特點(diǎn):

       ①操作自動化。儀器的整個測量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機(jī)或微控制器來控制操作,實(shí)現(xiàn)測量過程的全部自動化。

       ②具有自測功能,包括自動調(diào)零、自動故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動校準(zhǔn)、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等。智能儀表能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因。這種自測試可以在儀器啟動時運(yùn)行,同時也可在儀器工作中運(yùn)行,極大地方便了儀器的維護(hù)。

       ③具有數(shù)據(jù)處理功能,這是智能儀器的主要優(yōu)點(diǎn)之一。智能儀器由于采用了單片機(jī)或微控制器,使得許多原來用硬件邏輯難以解決或根本無法解決的問題,現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解決。例如,傳統(tǒng)的數(shù)字萬用表只能測量電阻、交直流電壓、電流等,而智能型的數(shù)字萬用表不僅能進(jìn)行上述測量,而且還具有對測量結(jié)果進(jìn)行諸如零點(diǎn)平移、取平均值、求極值、統(tǒng)計(jì)分析等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能,不僅使用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來,也有效地提高了儀器的測量精度。
 
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