智能儀器的概念與歷史2智能儀器儀表結(jié)構(gòu)智能儀器的課件

智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)地球物理與信息技術(shù)學(xué)院袁文菊智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)地球物理與信息技術(shù)學(xué)院袁文菊1課程內(nèi)容緒論智能儀器的硬件設(shè)計智能儀器的軟件設(shè)計智能儀器的通信接口技術(shù)智能控制器及其算法智能儀器的抗干擾技術(shù)智能儀器中的數(shù)據(jù)處理及算法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)課程內(nèi)容緒論2課時安排與成績評定本課程共48學(xué)時閉卷考試：卷面成績60%；實驗(3個)、考勤等平時成績40%.課時安排與成績評定本課程共48學(xué)時3一、智能儀器的概念與歷史二、智能儀器的分類與特點三、推動智能儀器發(fā)展的主要技術(shù)

四、智能儀表設(shè)計方法概述第一章緒論一、智能儀器的概念與歷史第一章緒論4

智能儀器儀表:含有微處理器的測量儀器，具有數(shù)據(jù)的存儲、計算、邏輯判斷、自動化操作等功能返回第一章緒論返回第一章緒論5智能是指一種隨著外界變化的條件確定正確行為的能力，也可以說智能是隨著外界條件變化而做出正確反應(yīng)的能力

。1.智能儀器的概念智能儀器是計算機技術(shù)與測量儀器相結(jié)合的產(chǎn)物，是把微處理器及微計算機與傳統(tǒng)儀器儀表結(jié)合起來，能適應(yīng)被測參數(shù)的變化，自動補償，自動選擇量程，自動校準(zhǔn)，自尋故障，自動進行指標(biāo)判斷與分選以及進行邏輯操作，定量控制與程序控制，進行數(shù)字信號處理等，更為恰當(dāng)?shù)乜梢苑Q為“微機化儀器”。智能儀器的概念與歷史智能是指一種隨著外界變化的條件確定正確行為的能力，也可以說智62.智能儀器儀表結(jié)構(gòu)智能儀器的概念與歷史2.智能儀器儀表結(jié)構(gòu)智能儀器的概念與歷史7單片機或DSPRAM、EPROMI/O接口D/AA/D外部通信RS232USB打印機板（鍵盤、開關(guān)、顯示器傳感器電量非電量內(nèi)嵌微處理器智能儀器的基本結(jié)構(gòu)輸入通道輸出通道智能儀器的概念與歷史單片機或DSPD/AA/D外部通信打印機板傳感器電量非電量內(nèi)8個人儀器結(jié)構(gòu)圖個人計算機總線擴展槽軟件儀器插件通用接口儀器插件儀器插件電源PC總線GPIB總線擴展底板或外部插件箱…12n智能儀器的概念與歷史個人儀器結(jié)構(gòu)圖個人計算機軟件儀器插件通用接口儀器插件儀器插件93.智能儀器的歷史1）20世紀(jì)50年代初期，儀器儀表取得了重大突破，數(shù)字儀器的出現(xiàn)把模擬儀器的精度、分辨力與測量速度提高了幾個數(shù)量級。2）20世紀(jì)60年代中期，測量技術(shù)有一次取得進展，引入了計算技術(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、計算與顯示輸出，從單個儀器轉(zhuǎn)變?yōu)闇y量系統(tǒng)。智能儀器的概念與歷史3.智能儀器的歷史1）20世紀(jì)50年代初期，儀器儀表取得了重103.智能儀器的歷史3）20世紀(jì)70年代以來，計算機技術(shù)在儀器儀表中進一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)字域測試。4）20世紀(jì)80年代中期，由于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，過去直觀的用于調(diào)節(jié)時基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動開關(guān)已經(jīng)消失。智能儀器的概念與歷史3.智能儀器的歷史3）20世紀(jì)70年代以來，計算機技術(shù)在儀器113.智能儀器的歷史5）20世紀(jì)90年代，微電子技術(shù)與計算機科學(xué)技術(shù)巨大進步，智能儀器以及計算機系統(tǒng)本身的發(fā)展使其硬件結(jié)構(gòu)及軟件內(nèi)涵復(fù)雜化。2）21世紀(jì)，智能儀器儀表最大的特點是嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。智能儀器的概念與歷史3.智能儀器的歷史5）20世紀(jì)90年代，微電子技術(shù)與計算機科12儀器儀表是：國民經(jīng)濟的“倍增器”

科學(xué)研究的“先行官”

現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“戰(zhàn)斗力”

法庭審判的“物化法官”

智能儀器的概念與歷史4.對儀器儀表重要性的認(rèn)識儀器儀表是：智能儀器的概念與歷史4.對儀器儀表重要性的認(rèn)識13智能儀器的分類與特點智能儀器的分類與特點141）儀器儀表定義、作用、行業(yè)分類儀器儀表是信息獲取的工具、是認(rèn)識世界的工具，是一個系統(tǒng)或裝置。最基本的作用：是延伸擴展補充或代替人的聽覺、視覺、觸覺等器官的功能。測量儀器，分析儀器，生物醫(yī)療儀器，地球探測儀器，天文儀器，航空航天航海儀表，汽車儀表，電力，石油，化工儀表等，遍及國民經(jīng)濟各個部門，深入到人民生活的各個角落。1.智能儀器的分類智能儀器的分類與特點1）儀器儀表定義、作用、行業(yè)分類測量儀器，分析儀器，生物醫(yī)療152）八類測試計量儀器■幾何量：長度、角度、形貌、相互位置、位移、距離測量儀器等■機械量：各種測力儀、硬度儀、加速度與速度測量儀、力矩測量儀、振動測量儀等■熱工量：溫度、濕度、流量測量儀器等▲光學(xué)參數(shù)：如光度計、光譜儀、色度計、激光參數(shù)測量儀、光學(xué)傳遞函數(shù)測量儀等?！婋x輻射：各種放射性、核素計量，X、γ射線及中子計量儀器等。同學(xué)在學(xué)習(xí)和生活中，接觸、使用或了解哪些儀器儀表？

智能儀器的分類與特點2）八類測試計量儀器同學(xué)在學(xué)習(xí)和生活中，接觸、使用或了解哪些16★時間頻率：各種計時儀器與鐘表、銫原子鐘、時間頻率測量儀等★電磁量：交、直流電流表、電壓表、功率表、RLC測量儀、靜電儀、磁參數(shù)測量儀等★電子參數(shù)：無線電參數(shù)測量儀器如示波器、信號發(fā)生器、相位測量儀、頻譜分析儀、動態(tài)信號分析儀等。智能儀器的分類與特點★時間頻率：各種計時儀器與鐘表、銫原子鐘、時間頻率測量儀等173）三代儀器儀表●第一代為指針式（或模擬式）儀器儀表●第二代為數(shù)字式儀器儀表●第三代就是智能式儀器儀表智能儀器的分類與特點3）三代儀器儀表智能儀器的分類與特點18◆測量過程的軟件控制：

CPU→軟件控制測量過程“以軟代硬”→靈活性強、可靠性強◆數(shù)據(jù)處理：

隨機誤差、系統(tǒng)誤差、非線性校準(zhǔn)等處理→改善測量的精確度

數(shù)字濾波、相關(guān)、卷積、反卷積、幅度譜、相位譜、功率譜等信號分析→提供更多高質(zhì)量的信息量◆多功能化：一機多用

如智能化電力需求分析儀

2、智能儀器的特點◆測量過程的軟件控制：2、智能儀器的特點19三、推動智能儀器發(fā)展的主要技術(shù)傳感器技術(shù)A/D等新器件的發(fā)展將顯著增強儀器的功能與測量范圍單片機DSP的廣泛應(yīng)用ASIC、FPGA／CPLD技術(shù)LabVlEW等圖形化軟件技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)推動智能儀器發(fā)展的主要技術(shù)三、推動