《智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用》第七章 - 7 (1).2智能化儀器儀表

智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用高等職業(yè)教育“十三五”規(guī)劃教材

第七章智能化產(chǎn)品與服務(wù)智能化第一節(jié)智能化家居第二節(jié)智能化儀器儀表第三節(jié)智能化汽車第四節(jié)智能化穿戴設(shè)備第五節(jié)智能化產(chǎn)品的遠(yuǎn)程服務(wù)應(yīng)用智能化儀器儀表2

第二節(jié)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)下，儀器儀表技術(shù)不斷的進(jìn)步，相繼誕生了PC儀器、虛擬儀器等微機(jī)化儀器及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測(cè)量與儀器帶來(lái)了巨大的沖擊和革命性的影響。對(duì)智能儀器儀表的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。一、智能儀器儀表概述微處理器在20世紀(jì)70年代初期問(wèn)世不久，就被引進(jìn)電子測(cè)量和儀器領(lǐng)域，所占比重在各項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中名列前茅。在這之后，隨著微處理器在體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低等方面的進(jìn)一步的發(fā)展，電子測(cè)量與儀器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合就愈加緊密，形成了一種全新的微型計(jì)算機(jī)化儀器。由于這種含微型計(jì)算機(jī)的電子儀器擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷、自動(dòng)化操作及與外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被稱為智能儀器，以區(qū)別于傳統(tǒng)的電子儀器。近年來(lái)，智能儀器已開(kāi)始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識(shí)處理方面發(fā)展，并具有模糊判斷、故障判斷、容錯(cuò)技術(shù)、傳感器融合、機(jī)件壽命預(yù)測(cè)等功能，使智能儀器向更高的層次發(fā)展。由于智能儀器一開(kāi)始就顯示它強(qiáng)大的生命力，目前已成為儀器儀表發(fā)展的一個(gè)主導(dǎo)方向。并對(duì)自動(dòng)控制、電子技術(shù)、國(guó)防工程、航天技術(shù)與科學(xué)試驗(yàn)等產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。二、智能儀器儀表的結(jié)構(gòu)智能儀器儀表實(shí)際上是一個(gè)專用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路.其中主機(jī)電路用來(lái)存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)并進(jìn)行一系列的運(yùn)算和處理，它通常由微處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及輸入/輸出(I/O)接口電路等組成，或者它本身就是一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)；模擬量輸入/輸出通道用來(lái)輸入/輸出模擬信號(hào)，主要由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和有關(guān)的模擬信號(hào)處理電路等組成；人機(jī)接口電路的作用是溝通操作者和儀器之間的聯(lián)系，主要由儀器面板中的鍵盤(pán)和顯示器組成；通信接口電路用于實(shí)現(xiàn)儀器與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系，以便使儀器可以接受計(jì)算機(jī)的程控命令，目前生產(chǎn)的智能儀器一般都配有GP-IB等通信接口。三、智能儀器的主要特點(diǎn)與傳統(tǒng)的電子儀器相比較，智能儀器具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：1.智能儀器使用鍵盤(pán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的旋鈕式或琴鍵式切換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)施對(duì)儀器的控制，從而使儀器面板的布置和儀器內(nèi)部有關(guān)部件的安排不在相互限制和牽連。2.微處理器的運(yùn)用極大地提高了儀器的性能。3.智能儀器運(yùn)用微處理器的控制功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)調(diào)零、觸發(fā)電平自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷等功能，有力地改善了儀器的自動(dòng)化測(cè)量水平。4.智能儀器具有友好的人-機(jī)對(duì)話能力，使用人員只需通過(guò)鍵盤(pán)輸入命令，儀器就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量和處理功能。5.智能儀器一般都配有GP-IB或RS232等通訊接口，使智能儀器具有可程控操作的能力。四、智能化儀器儀表的應(yīng)用1.在儀器儀表結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)中的應(yīng)用；2.在虛擬儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；3.

3.儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用。智能儀器儀表是計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、人工智能等新興技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器儀表技術(shù)的結(jié)合。作為智能儀器核心部件的