虛擬儀器的基礎(chǔ)知識(shí)課件

智能儀器主講人

第1章概述教學(xué)內(nèi)容第2章內(nèi)嵌微處理器的智能儀器第3章虛擬儀器教學(xué)參考書(shū)張重雄.虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計(jì)

電子工業(yè)出版社第1章智能儀器概述教學(xué)重點(diǎn)

智能儀器的組成結(jié)構(gòu)智能儀器的主要特點(diǎn)智能儀器的發(fā)展趨勢(shì)1.1儀器儀表概述1.儀器儀表定義、作用、行業(yè)分類(lèi)

儀器儀表是信息獲取的工具、是認(rèn)識(shí)世界的手段，是一個(gè)系統(tǒng)或裝置；

最基本的作用：是延伸擴(kuò)展補(bǔ)充或代替人的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等器官的功能。儀器儀表種類(lèi)繁多，如測(cè)量?jī)x器，分析儀器，生物醫(yī)療儀器，地球探測(cè)儀器，天文儀器，航空航天航海儀表，汽車(chē)儀表，電力，石油，化工儀表等，遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，深入到人民生活的各個(gè)角落。2.儀器儀表的重要性儀器儀表是：國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“倍增器”科學(xué)研究的“先行官”

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的“戰(zhàn)斗力”法庭審判的“物化法官”王大珩院士：“能不能創(chuàng)造高水平的科學(xué)儀器和設(shè)備體現(xiàn)了一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家的創(chuàng)新能力。發(fā)展科學(xué)儀器設(shè)備應(yīng)當(dāng)視為國(guó)家戰(zhàn)略”科學(xué)儀器是信息的源頭科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)1.2智能儀器的基本概念智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量?jī)x器相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)量(或檢測(cè))儀器，它擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能，具有一定智能的作用。1.智能儀器分類(lèi)智能儀器四個(gè)層次

高級(jí)智能人工智能趨勢(shì)模型化系統(tǒng)辨識(shí)、模式識(shí)別初級(jí)智能計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理聰敏電子、傳感、測(cè)量兼容聰敏儀器類(lèi)

初級(jí)智能儀器類(lèi)

模型化智能儀器類(lèi)

高級(jí)智能儀器類(lèi)

2.智能儀器的基本結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)可有兩種基本類(lèi)型:●微機(jī)內(nèi)嵌式

●微機(jī)擴(kuò)展式將單片或多片的微機(jī)芯片與儀器有機(jī)地結(jié)合在一起形成的單機(jī)。以個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)為核心的應(yīng)用擴(kuò)展型測(cè)量?jī)x器。個(gè)人計(jì)算機(jī)儀器或稱(chēng)微機(jī)卡式儀器。A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器輸入電路模擬執(zhí)行器I/O接口被測(cè)量微處理器MPU程序存儲(chǔ)器(ROM)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)標(biāo)準(zhǔn)儀用通訊接口鍵盤(pán)顯示接口鍵盤(pán)顯示外部?jī)x用標(biāo)準(zhǔn)總線

智能儀器卡式儀器的演變計(jì)算機(jī)部分測(cè)試部分

卡式儀器將智能儀器中的測(cè)量部分配以相應(yīng)的接口，制成各種功能的儀器卡，插入到PC機(jī)的擴(kuò)展槽中，而原智能儀器中的微機(jī)系統(tǒng)、鍵盤(pán)、顯示器、存貯器、電源等均借助于PC機(jī)的資源而構(gòu)成的?？ㄊ絻x器的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)儀器卡缺少儀器面板——建立軟面板

個(gè)人儀器結(jié)構(gòu)圖個(gè)人計(jì)算機(jī)總線擴(kuò)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(kuò)展底板或外部插件箱…12n虛擬儀器：虛擬儀器是指，在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶自己設(shè)計(jì)定義，具有虛擬的操作面板，測(cè)試功能由測(cè)試軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的特點(diǎn)：軟件是虛擬儀器的核心；虛擬儀器的性價(jià)比高；具有良好的人機(jī)界面；具有與其它設(shè)備互聯(lián)的能力。虛擬示波器3.智能儀器的主要特點(diǎn)◆測(cè)量過(guò)程的軟件控制：

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

隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、非線性校準(zhǔn)等處理→改善測(cè)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(hào)分析→提供更多高質(zhì)量