智能儀器學(xué)習(xí)心得

《智能儀器》學(xué)習(xí)心得首先，非常榮幸《智能儀器》這門課程由我們的周老師授課?，F(xiàn)在我將學(xué)習(xí)這門課程的心得、所獲得的知識(shí)介紹如下。隨著微型計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)在測(cè)試領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，儀器表在測(cè)量原理、準(zhǔn)確度、靈敏度、可靠性、多種功能及自動(dòng)化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化，逐步形成了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器——智能儀器。在信息技術(shù)的高速發(fā)展和人工智能應(yīng)用的推動(dòng)下，智能儀器必將有更大的進(jìn)展。測(cè)試儀器的智能化已是現(xiàn)代儀器發(fā)展的主流方向。因此，學(xué)習(xí)智能儀器的工作原理、掌握新技術(shù)和設(shè)計(jì)方法無疑是十分重要的。了解教材的特點(diǎn)對(duì)我們學(xué)習(xí)的課程是相當(dāng)關(guān)鍵的，所以我了解到本教材的特點(diǎn)是：1、結(jié)構(gòu)合理，章節(jié)安排、重點(diǎn)與難點(diǎn)分布符合教學(xué)要求，內(nèi)容系統(tǒng)、新穎、翔實(shí)，可教性和可實(shí)踐性強(qiáng)；2、緊密結(jié)合科研實(shí)踐，融入了DSP、FPGA/CPLD>E-△型24位A/D、USB接口、觸摸屏、條圖顯示、非線性決策濾波算法、智能傳感器、網(wǎng)絡(luò)儀器等當(dāng)今智能儀器的先進(jìn)技術(shù)；3、較強(qiáng)了軟件設(shè)計(jì)方法、課測(cè)試性實(shí)踐、可靠性設(shè)計(jì)；4、有利于授課教師靈活選材，可以選取不同章節(jié)，構(gòu)成深度和學(xué)時(shí)有區(qū)別的課程；5、通過附錄介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成了完整的教學(xué)方案。下面我就我們學(xué)到的知識(shí)做一個(gè)簡(jiǎn)單的概況。本書第一章概述，簡(jiǎn)要介紹了儀器儀表的分類、重要性及智能儀器的發(fā)展概況，重點(diǎn)論述了智能儀器的概念、智能化層次、基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，綜述了推動(dòng)智能儀器的發(fā)展的七方面主要介紹和智能儀器微型化技術(shù)。第二章數(shù)據(jù)采集技術(shù)，介紹了集中式和分布式采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模擬信號(hào)調(diào)理，重點(diǎn)論述了普通型和二△型A/D轉(zhuǎn)換器原理、接口技術(shù)，通過實(shí)例深入討論了采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、誤差分析等問題。智能儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DAS，是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量進(jìn)行采集、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便有計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的裝置。傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)在實(shí)現(xiàn)極高精度的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，在性能、代價(jià)等方面搜到了極限性的挑戰(zhàn)，而且由于難以與數(shù)字電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片集成，因而不適應(yīng)VL-SI技術(shù)的發(fā)展。近年來習(xí)-△型A/D轉(zhuǎn)換器以其分辨率高、線性度好、成本低等特點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用，特別是在既有模擬又有數(shù)字的混合信號(hào)處理場(chǎng)合更是如此。過采樣習(xí)-△型A/D轉(zhuǎn)換器由于采用了過采樣技術(shù)和二△調(diào)制技術(shù)，增加了系統(tǒng)總數(shù)字的電路的比例，減少了模擬電路的比例，并且易于與數(shù)字系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片集成，因而能夠以較低成本實(shí)現(xiàn)高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，適應(yīng)了VLSI技術(shù)發(fā)展的要求。過采樣技術(shù)使得量化噪音功率平均分配到更寬的頻帶范圍中，從而減低了基帶內(nèi)的量化噪聲功率。習(xí)-△型A/D轉(zhuǎn)換器一很低的采樣分辨率和很高的才藝速率將模擬信號(hào)數(shù)字化，通過使用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波等方法增加有效分辨率，然后對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行采樣抽取處理以降低有效采樣速率。第三章人機(jī)對(duì)話與數(shù)據(jù)通信，既介紹鍵盤、LCD顯示、RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行總線通信等基本信息，又重點(diǎn)增加了條圖顯示、觸摸屏、USB通用串行總線、PTR系列模塊和基于移動(dòng)通信網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?nèi)容。測(cè)量精度和可靠性是儀器的重要指標(biāo)。所以第四章，主要介紹了基本數(shù)據(jù)的處理算法，重點(diǎn)講述克服隨機(jī)誤差的數(shù)字濾波算法和消除系統(tǒng)誤差的幾種校正算法，簡(jiǎn)要介紹了標(biāo)度變換。引入數(shù)據(jù)處理算法后，使許多原來考硬件電路難以實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理問題得以解決，從而克服和彌補(bǔ)了包括傳感器在內(nèi)的各個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)中硬件本身的缺陷或弱點(diǎn)，提高了儀器的綜合性能。高級(jí)智能儀器是應(yīng)用了人工智能的力量、方法和技術(shù)，具有擬人智能特性或功能的一起。為了實(shí)現(xiàn)這種特性或功能，智能儀器中一般都使用嵌入微處理器的片上系統(tǒng)芯片、數(shù)字信號(hào)處理及專用信號(hào)處理電路，一起內(nèi)部帶有處理能力很強(qiáng)的智能軟件。儀器儀表一不再是簡(jiǎn)單是硬件實(shí)體，而是硬件、軟件相結(jié)合，軟件決定儀器智能高低的新型儀器。軟件設(shè)計(jì)成為智能儀器設(shè)計(jì)中工作量大任務(wù)最繁重、最復(fù)雜的工作。因此，只有按照軟件工程的思想，掌握軟件的設(shè)計(jì)方法，才能夠高效率、高質(zhì)量地完成智能儀器軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)。第五章軟件設(shè)計(jì)，在介紹軟件工程方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述基于裸機(jī)和嵌入式操作系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法，對(duì)軟件測(cè)試問題作了討論，新增加軟件文檔、監(jiān)控程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容?？煽啃院涂垢蓴_能力是評(píng)價(jià)儀器系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。第六章可靠性設(shè)計(jì)與干擾技術(shù)，介紹了可靠性基本的知識(shí)，重點(diǎn)論述硬件和軟件可靠性設(shè)計(jì)方法與技術(shù)，對(duì)一直電磁干擾的主要技術(shù)措施進(jìn)行了較詳細(xì)的分析。第七章可測(cè)性設(shè)計(jì)，介紹了可測(cè)試性的基本知識(shí)、測(cè)試性通用設(shè)計(jì)原則和機(jī)內(nèi)測(cè)試技術(shù)——IT，結(jié)合RAM測(cè)試、A/D與D/A測(cè)試實(shí)例，討論了可測(cè)試性設(shè)計(jì)方法。可測(cè)試性是系統(tǒng)和設(shè)備的一種便于測(cè)試和診斷的重要設(shè)計(jì)特性，對(duì)各種復(fù)雜系統(tǒng)尤其是對(duì)電子系統(tǒng)和設(shè)備的維修性、可靠性和可用性有很大影響?？蓽y(cè)試性設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)研制過程中使系統(tǒng)具有自檢測(cè)和為診斷提高方便的設(shè)計(jì)特性具有良好的可測(cè)試性的系統(tǒng)和設(shè)備，可用及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)與隔離故障，提高執(zhí)行任務(wù)的可靠性與安全性，縮短故障檢測(cè)與看來時(shí)間，進(jìn)而減少維修時(shí)間，提高系統(tǒng)可用性，降低系統(tǒng)的使用維護(hù)費(fèi)用。第八章智能儀器設(shè)計(jì)實(shí)例，論述了智能儀器的設(shè)計(jì)原則和研制步驟，比較完整地給出了基于單片機(jī)和DSP研制的兩種儀器實(shí)例。第九章智能儀器的新發(fā)展，簡(jiǎn)要介紹了虛擬儀器的特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)、硬件和軟件及應(yīng)用，從基于Web的虛擬儀器、嵌入internet的網(wǎng)