智能儀器綜述總結

1、智能儀 器綜述 總 結通過課程學習，我們知道智能儀器技術已經(jīng)應用到了采礦的安全措施管理、機器人控 制、變電站監(jiān)控管理、人類睡眠研究等方面領域。智能儀器的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強、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)中得到了廣泛的應用。智能儀器是含有微型計算機或者微型處理器的測量儀器，擁有對數(shù)據(jù)的存儲運算邏輯 判斷及自動化操作等功能。其工作原理是傳感器拾取被測參量的信息并轉換成電信號，經(jīng) 濾波去除干擾后送入多路模擬開關；由單片機逐路選通模擬開關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轉換器轉換成相應的脈沖信號后送入

2、單片機中； 單片機根據(jù)儀器所設定的初值進行相應的數(shù)據(jù)運算和處理（如非線性校正等）；運算的結果 被轉換為相應的數(shù)據(jù)進行顯示和打??；同時單片機把運算結果與存儲于片內(nèi)FlashROM閃速存儲器）或E?2PROM電可擦除存貯器）內(nèi)的設定參數(shù)進行運算比較后，根據(jù)運算結果和控 制要求，輸出相應的控制信號。此外，智能儀器還可以與PC機組成分布式測控系統(tǒng)，由單片機作為下位機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一一PC機，由PC機進行全局管理。智能儀器的功能特點有：操作自動化；具有自測功能， 包括自動調(diào)零、自動故障與狀態(tài)檢驗、自動校準、自診斷及量程自動轉換等；具有數(shù)據(jù) 處理功能，這是智能儀器的

3、主要優(yōu)點之一；具有友好的人機對話能力；具有可程控操 作能力。80年代，微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，測量系統(tǒng)常通 過IEEE488總線連接。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器得到了發(fā)展等。90年代，儀器儀表的智能化突出表現(xiàn)在以下幾個方面：微電子技術的進步更深刻地影 響儀器儀表的設計；DSP芯片的問世，使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強；微型機的 發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力；圖像處理功能的增加十分普遍；VXI總線得到廣泛的應用。近年來，智能化測量控制儀表的發(fā)展尤為迅速。國內(nèi)市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測量控制儀表，例如，能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計，

4、能夠進行程序控溫 的智能多段溫度控制儀，能夠實現(xiàn)數(shù)字 PID和各種復雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器，以及能夠對各種譜圖進行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等?？偟膩碚f，智能儀器的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面內(nèi)容：1微型化微型智能儀器指微電子技術、微機械技術、信息技術等綜合應用于儀器的生產(chǎn)中，從 而使儀器成為體積小、功能齊全的智能儀器。它能夠完成信號的采集、線性化處理、數(shù)字 信號處理，控制信號的輸出、放大、與其他儀器的接口、與人的交互等功能。微型智能儀 器隨著微電子機械技術的不斷發(fā)展，其技術不斷成熟，價格不斷降低，因此其應用領域也 將不斷擴大。它不但具有傳統(tǒng)儀器的功能，而且能在自動化技術、航天、軍事、生物技術

5、、 醫(yī)療領域起到獨特的作用。例如，目前要同時測量一個病人的幾個不同的參量，并進行某 些參量的控制，通常病人的體內(nèi)要插進幾個管子，這增加了病人感染的機會，微型智能儀 器能同時測量多參數(shù)，而且體積小，可植入人體，使得這些問題得到解決。2多功能多功能本身就是智能儀器儀表的一個特點。例如，為了設計速度較快和結構較復雜的 數(shù)字系統(tǒng)，儀器生產(chǎn)廠家制造了具有脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任意波形發(fā)生器等功能的 函數(shù)發(fā)生器。這種多功能的綜合型產(chǎn)品不但在性能上比專用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高， 而且在各種測試功能上提供了較好的解決方案。3人工智能化人工智能是計算機應用的一個嶄新領域，利用計算機模擬人的智能，用于機器人、

6、醫(yī) 療診斷、專家系統(tǒng)、推理證明等各方面 。智能儀器的進一步發(fā)展將含有一定的人工智能， 即代替人的一部分腦力勞動，從而在視覺（圖形及色彩辨讀）、聽覺（語音識別及語言領悟）、思維（推理、判斷、學習與聯(lián)想）等方面具有一定的能力。這樣，智能儀器可無需 人的干預而自主地完成檢測或控制功能。顯然，人工智能在現(xiàn)代儀器儀表中的應用，使我 們不僅可以解決用傳統(tǒng)方法很難解決的一類問題，而且可望解決用傳統(tǒng)方法根本不能解決 的問題。4網(wǎng)絡化伴隨著網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，In ternet技術正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng) 設計領域滲透，實現(xiàn)智能儀器儀表系統(tǒng)基于 In ternet 的通訊能力以及對設計好的智能儀 器

7、儀表系統(tǒng)進行遠程升級、功能重置和系統(tǒng)維護。在系統(tǒng)編程技術（In-System Programming，簡稱ISP技術）是對軟件進行修改、組態(tài)或重組的一種最新技術。它是 LATTICE半導體公司首先提出的一種使我們在產(chǎn)品設計、 制造過程中的每個環(huán)節(jié)，甚至在產(chǎn)品賣給最終用戶以后，具有對其器件、電路板或整個電 子系統(tǒng)的邏輯和功能隨時進行組態(tài)或重組能力的最新技術。ISP技術消除了傳統(tǒng)技術的某些限制和連接弊病，有利于在板設計、制造與編程。ISP硬件靈活且易于軟件修改，便于設計開發(fā)。由于ISP器件可以像任何其他器件一樣，在印刷電路板（PCB上處理，因此 編程ISP器件不需要專門編程器和較復雜的流程，只要通

8、過PC機，嵌入式系統(tǒng)處理器甚至INTERNE遠程網(wǎng)進行編程。EMIT嵌入式微型因特網(wǎng)互聯(lián)技術是 emWare公司創(chuàng)立ETI （ eXte nd the In ternet ）擴 展In ternet聯(lián)盟時提出的，它是一種將單片機等嵌入式設備接入 In ternet的技術。利用 該技術，能夠將8位和16位單片機系統(tǒng)接入In ternet，實現(xiàn)基于In ternet的遠程數(shù)據(jù)采集、 智能控制、上傳/下載數(shù)據(jù)文件等功能。5虛擬儀器是智能儀器發(fā)展的新階段測量儀器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的。在虛 擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機的軟件來完成。因此，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可以與 PC機組成測量儀器。這種基于 PC機的測量儀器稱為虛擬儀器。 在虛擬儀器中，使用同一個硬件系統(tǒng)，只要應用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同 的測量儀器?？梢?，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心，“軟件就是儀器”。傳統(tǒng)的智