第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件

第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木林，不過有一處被一些雄鹿打開了一個十分寬的缺口……艾麗莎就從這個缺口向湖水那兒走去。水是十分地清亮。倘若風兒沒有把這些樹枝和灌木林吹得搖動起來的話，她就會以為它們是繪在湖的底上的東西，因為每片葉子，不論被深藏在蔭處還是被太陽照著的，都很清楚地映在湖上。最好不要跟熟人做生意?？赡苡腥藭{悶，都說熟人多了好做事，你怎么害怕熟人呢？這是實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。

為人處世，交朋待友，對勢利紛華，似乎不必太過于苛求，當以“淡”字當頭?？吹撮_些，人生也就豁然開朗，有滋有味了。正如“平平淡淡才是真”。

懂得自尊體現(xiàn)自我涵養(yǎng)，尊重別現(xiàn)寬容大度，保持尊嚴體現(xiàn)高尚人格。尊重自己、尊重別人、保持尊嚴是人生天平上的三個重要支點！一切節(jié)省，歸根到底都歸結(jié)為時間的節(jié)省。---馬克思要多讀書，但不要讀太多的書。-B.富蘭克林急事，慢慢地說；大事，清楚地說；小事，幽默地說；沒把握的事，謹慎地說；沒發(fā)生的事，不要胡說；做不到的事，別亂說。

自滿、自大、輕信是人生的三大暗礁。驕傲、嫉妒、貪婪是人生三個火星。說壞話、說假話、勢力眼是人生三大厭惡！

不妄動，動必有道；不濫言，言必有理；不茍求，求必有義；不虛行，行必有正。做人要：知理、知事、知人、知情！

動之以情，待之以禮，立身以德，施眾以義。為人以誠，律己以嚴，處事以恒，助人以愛。做人須懂得：心易服于德，而難服于力！

人要面子樹要皮。人存在于社會上，要扮演各種各樣角色，特別是在互相的交往中，需要一定的尊嚴來支撐，這是人性的弱點。明白了這點，才能體會到“敬”字的必要性。

第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木林，不過有一處被一些雄鹿打開了一個十分寬的缺口……艾麗莎就從這個缺口向湖水那兒走去。水是十分地清亮。倘若風兒沒有把這些樹枝和灌木林吹得搖動起來的話，她就會以為它們是繪在湖的底上的東西，因為每片葉子，不論被深藏在蔭處還是被太陽照著的，都很清楚地映在湖上。最好不要跟熟人做生意?？赡苡腥藭{悶，都說熟人多了好做事，你怎么害怕熟人呢？這是實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。

為人處世，交朋待友，對勢利紛華，似乎不必太過于苛求，當以“淡”字當頭?？吹撮_些，人生也就豁然開朗，有滋有味了。正如“平平淡淡才是真”。

懂得自尊體現(xiàn)自我涵養(yǎng)，尊重別現(xiàn)寬容大度，保持尊嚴體現(xiàn)高尚人格。尊重自己、尊重別人、保持尊嚴是人生天平上的三個重要支點！一切節(jié)省，歸根到底都歸結(jié)為時間的節(jié)省。---馬克思要多讀書，但不要讀太多的書。-B.富蘭克林急事，慢慢地說；大事，清楚地說；小事，幽默地說；沒把握的事，謹慎地說；沒發(fā)生的事，不要胡說；做不到的事，別亂說。

自滿、自大、輕信是人生的三大暗礁。驕傲、嫉妒、貪婪是人生三個火星。說壞話、說假話、勢力眼是人生三大厭惡！

不妄動，動必有道；不濫言，言必有理；不茍求，求必有義；不虛行，行必有正。做人要：知理、知事、知人、知情！

動之以情，待之以禮，立身以德，施眾以義。為人以誠，律己以嚴，處事以恒，助人以愛。做人須懂得：心易服于德，而難服于力！

人要面子樹要皮。人存在于社會上，要扮演各種各樣角色，特別是在互相的交往中，需要一定的尊嚴來支撐，這是人性的弱點。明白了這點，才能體會到“敬”字的必要性。重點：返回1.儀器的自動校準3.硬件故障自檢2.儀器的自動測量6.1概述儀器儀表的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在精度和可靠性兩個方面。傳統(tǒng)儀器測量結(jié)果的精度只能取決于儀表硬件各部分的精密性和穩(wěn)定性水平,當上述水平降低，則性能明顯下降。傳統(tǒng)儀器在其部件有故障時往往也給出測量結(jié)果的顯示值或執(zhí)行控制動作，但并不通知使用者這是個錯誤的結(jié)果。下頁上頁返回下頁上頁返回

（1）自動測量功能智能儀器由于具有儀器的自動校準、零點自動調(diào)節(jié)、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)、量程自動轉(zhuǎn)換等功能，極大地提高了儀器的測量精度;（2）自檢功能智能儀器如果發(fā)生了故障，需要能自動進行故障的檢測和診斷，并提醒操作人員注意，將影響降低到最低限度，以保證整個系統(tǒng)的安全和可靠運行。開機自檢、周期性自檢、鍵控自檢數(shù)字式儀器儀表具有的功能優(yōu)勢下頁上頁返回6.2儀器的自動校準6.2.1、內(nèi)部自動校準儀器的準確性受多種因素影響，需定期進行校準；常規(guī)校準方法是對標準源進行測量或采用更精密的儀器檢驗，需專業(yè)人士參與；內(nèi)部自動校準技術(shù)利用儀器內(nèi)部的校準源進行測量，量化不確定性，并自動將功能、各量程按工作條件調(diào)整到最佳狀態(tài)。下頁上頁返回6.2儀器的自動校準1．輸入偏置電流的自動校準輸入偏置電流Ib在該電阻上產(chǎn)生電壓降，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后儲存于非易失性校準存儲器內(nèi)，作為輸入偏置電流的修正值。在正常測量時，微處理器根據(jù)修正值選出適當?shù)臄?shù)字量到D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)輸入偏置電流補償電路產(chǎn)生補償電流Ib′，抵消Ib，消除儀器輸入偏置電流帶來的測量誤差。類似思路：暗場測量，信號背景值測量；2．零點漂移自動校準將校準源零輸出接到多用表的輸入端，進入零點校準模式，此時多用表將選定功能的某一量程上的零點漂移測出并存入校準存儲器，正常測量時，只要從存儲器中提取此參數(shù)，并從讀數(shù)中減去就得到了修正。零點偏移校準前后的輸入/輸出特性下頁上頁返回3．增益自動校準增益自動校準原理微處理器通過輸出口控制使儀器輸入端接地，啟動一次測量得到測量值N0，此值便是儀器衰減器、放大器、A／D轉(zhuǎn)換器等模擬部件所產(chǎn)生的零位輸出值N0。微處理器通過輸出口又控制輸入接基準電壓VR，測得輸出數(shù)據(jù)為NR，將N0、NR存入RAM的確定單元中；使儀器輸入端接被測信號Vx，此時的測量值為Nx，則測量結(jié)果為下頁上頁返回6.2.2、外部自動校準外部校準要采用高精度的外部標準。進行外部校準期間，板上校準常數(shù)要參照外部標準來調(diào)整。操作者按下自動校準的按鍵，儀器顯示屏便提示操作者應(yīng)輸入的標準電壓，操作者按提示要求將相應(yīng)標準電壓加到輸入端之后，再按一次鍵，儀器就進行一次測量，并將標準量（或標準系數(shù)）存入到“校準存儲器”，然后顯示器提示下一個要求輸入的標準電壓值，再重復上述測量存儲過程。當對預定的校正測量完成之后，校準程序還能自動計算每兩個校準點之間的插值公式的系數(shù)，并把這些系數(shù)也存入“校準存儲器”，這樣就在儀器內(nèi)部固定存儲了一張校準表和一張內(nèi)插公式系數(shù)表。在正式測量時，它們將同測量結(jié)果一起形成經(jīng)過修正的準確測量值。

下頁上頁返回下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)原理輸入信號是經(jīng)過可程控衰減器傳輸?shù)奖容^器，而比較器的比較電平(即觸發(fā)電平)是由微處理器控制、經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換值來設(shè)定的。當經(jīng)過衰減器的輸入信號的幅度達到某一比較電平時，比較器輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測器將檢測到的比較器輸出狀態(tài)送到微處理器，把觸發(fā)電平測出來了。二、量程自動轉(zhuǎn)換1.采用程控放大器程控放大器量程轉(zhuǎn)換原理圖不同傳感器、同種傳感器不一致的輸出條件，輸出差別，無法利用AD有效位，影響了測量范圍和精度；必須選擇合適量程；對幅值小的信號采用大增益，對幅值大的采用小增益，使A/D轉(zhuǎn)換器信號滿量程達到均一化。下頁上頁返回不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感器1#傳感器的最大量程范圍為M1，2#傳感器的最大量程范圍為M2，且M1>M2，設(shè)它們的滿量程輸出是相同的。測量時，總是1#傳感器先投入工作，2#處于過載保護狀態(tài)，待軟件判別確認量程后，再置標志位，選取量程M1或M2。此方案適合傳感器價格便宜的測量儀器。下頁上頁返回6.4故障的檢測與診斷1．開機自檢當儀器接通電源或復位后，儀器進行一次自檢，在以后的測控過程中不再進行。2．周期性自檢大多數(shù)智能儀器在運行過程中，要不斷地、周期性地插入自檢操作。這種自檢完全是自動進行的，并且是在測量工作的間歇期間完成的，不干擾正常測控任務(wù)。3．鍵控自檢有些儀器是在面板上設(shè)置一個自檢按鍵，由操作者控制用來啟動自檢程序。下頁上頁返回當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先將檢查字“AAH”寫入RAM單元，然后按所寫的單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“AAH”；再寫入檢查字“55H”，同樣以所寫單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“55H”。檢查字“AAH”和“55H”均為相鄰位電平相反，且“AAH”和“55H”互為反碼。循環(huán)一遍即可實現(xiàn)各位寫“0”、讀“0”和寫“1”、讀“1”的操作。一、RAM的自檢情況一下頁上頁返回RAM的作用？RAM的自檢流程一下頁上頁返回第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木1第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件2第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件3第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件4第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件5第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件6第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件7第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件86.2.2、外部自動校準

外部校準要采用高精度的外部標準。進行外部校準期間，板上校準常數(shù)要參照外部標準來調(diào)整。

操作者按下自動校準的按鍵，儀器顯示屏便提示操作者應(yīng)輸入的標準電壓，操作者按提示要求將相應(yīng)標準電壓加到輸入端之后，再按一次鍵，儀器就進行一次測量，并將標準量（或標準系數(shù)）存入到“校準存儲器”，然后顯示器提示下一個要求輸入的標準電壓值，再重復上述測量存儲過程。當對預定的校正測量完成之后，校準程序還能自動計算每兩個校準點之間的插值公式的系數(shù)，并把這些系數(shù)也存入“校準存儲器”，這樣就在儀器內(nèi)部固定存儲了一張校準表和一張內(nèi)插公式系數(shù)表。在正式測量時，它們將同測量結(jié)果一起形成經(jīng)過修正的準確測量值。

下頁上頁返回6.2.2、外部自動校準外部校準要采用高精度的外部9下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)

觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)原理

輸入信號是經(jīng)過可程控衰減器傳輸?shù)奖容^器，而比較器的比較電平(即觸發(fā)電平)是由微處理器控制、經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換值來設(shè)定的。當經(jīng)過衰減器的輸入信號的幅度達到某一比較電平時，比較器輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測器將檢測到的比較器輸出狀態(tài)送到微處理器，把觸發(fā)電平測出來了。下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)10二、量程自動轉(zhuǎn)換

1.采用程控放大器

程控放大器量程轉(zhuǎn)換原理圖不同傳感器、同種傳感器不一致的輸出條件，輸出差別，無法利用AD有效位，影響了測量范圍和精度；必須選擇合適量程；

對幅值小的信號采用大增益，對幅值大的采用小增益，使A/D轉(zhuǎn)換器信號滿量程達到均一化。

下頁上頁返回二、量程自動轉(zhuǎn)換1.采用程控放大器程控放大器量程轉(zhuǎn)換11

不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感器1#傳感器的最大量程范圍為M1，2#傳感器的最大量程范圍為M2，且M1>M2，設(shè)它們的滿量程輸出是相同的。測量時，總是1#傳感器先投入工作，2#處于過載保護狀態(tài)，待軟件判別確認量程后，再置標志位，選取量程M1或M2。此方案適合傳感器價格便宜的測量儀器。下頁上頁返回不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感126.4故障的檢測與診斷1．開機自檢

當儀器接通電源或復位后，儀器進行一次自檢，在以后的測控過程中不再進行。2．周期性自檢大多數(shù)智能儀器在運行過程中，要不斷地、周期性地插入自檢操作。這種自檢完全是自動進行的，并且是在測量工作的間歇期間完成的，不干擾正常測控任務(wù)。3．鍵控自檢有些儀器是在面板上設(shè)置一個自檢按鍵，由操作者控制用來啟動自檢程序。下頁上頁返回6.4故障的檢測與診斷1．開機自檢下頁上頁返13

當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先將檢查字“AAH”寫入RAM單元，然后按所寫的單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“AAH”；再寫入檢查字“55H”，同樣以所寫單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“55H”。檢查字“AAH”和“55H”均為相鄰位電平相反，且“AAH”和“55H”互為反碼。循環(huán)一遍即可實現(xiàn)各位寫“0”、讀“0”和寫“1”、讀“1”的操作。一、RAM的自檢情況一下頁上頁返回RAM的作用？當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先14RAM的自檢流程一下頁上頁返回RAM的自檢流程一下頁上頁返回15

當程序投運之后，作為數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存放有一定的信息，檢查程序絕對不能破壞原有的內(nèi)容，因此上述方法已不再適用。

情況二可采用“異或”的辦法進行檢查，即先從被檢查的RAM單元中讀出信息，求反后再與原單元內(nèi)容進行一次異或運算，若其結(jié)果為全“1”，表明該單元工作正常，否則應(yīng)給出錯誤指示。下頁上頁返回當程序投運之后，作為數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存放有一定的信息16下頁上頁返回RAM的自檢流程一下頁上頁返回RAM的自檢流程一17二、ROM的自檢

將調(diào)試好的程序向ROM中固化時，保留一個單元(一般是程序結(jié)束后的后繼單元)不寫程序而寫入檢驗字。校驗字的狀態(tài)應(yīng)使ROM中每一列具有奇數(shù)(或偶數(shù))個1，從而使校驗和為全“1”(或全“0”)。

ROM地址ROM中內(nèi)容備注011111110

111000110

210101010

301111110

401010101

510001101

600000000

711001011校驗字

11111111校驗和設(shè)計思想ROM自檢數(shù)據(jù)下頁上頁返回二、ROM的自檢將調(diào)試好的程序向ROM中固化時，保18ROM的自檢流程下頁上頁返回ROM的自檢流程下頁上頁返回19三、鍵盤與顯示器的自檢

CPU每取得一個按鍵閉合的信號，就反饋一個信息（最常用的反饋信息是聲光輸出），如果反饋信息與預先設(shè)定的一致，就認為功能正常。如果按下某鍵無反饋信息，往往是該鍵接觸不良；如果按某一排鍵均無反饋信號，則與對應(yīng)的電路或掃描信號有關(guān)；如果所有鍵均無反饋信息，則鍵盤掃描系統(tǒng)已經(jīng)癱瘓或者監(jiān)控程序已被破壞。鍵盤的自檢下頁上頁返回三、鍵盤與顯示器的自檢CPU每取得一個按鍵閉合的信號20另一種是顯示某些特征字符，一般是控制系統(tǒng)的名稱或代號，持續(xù)一段時間自動消失，進入其它初態(tài)或某種操作狀態(tài)。顯示裝置的檢查方式一讓顯示器的所有字段都發(fā)光，然后再使所有字段都不發(fā)光，以檢查顯示器及相應(yīng)接口電路是否處于正常工作狀態(tài)。當表明工作正常之后，按下任何一個按鍵均應(yīng)脫離初始自檢方式，給出正常的工作符號或狀態(tài)；方式二下頁上頁返回另一種是顯示某些特征字符，一般是控制系統(tǒng)的名稱或代號，持續(xù)一21下頁上頁返回顯示裝置自檢程序流程圖下頁上頁返回顯示裝置自檢程序流程圖22四、輸入通道的自檢

若變送器內(nèi)部或接線盒端子短路，Vin為24V，此時ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為滿量程(即數(shù)字量最大)；若變送器內(nèi)部或接線盒端子開路，Vin為0V，此時ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為最小(通常為零)。

模擬輸入通道變送器部分的自檢下頁上頁返回四、輸入通道的自檢若變送器內(nèi)部或接線盒端子短路，Vin為23變送器與ADC連接圖下頁上頁返回

將參考電源接至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，啟動測量，將此次采樣結(jié)果再同ROM中的預定值加以比較，若誤差在許可范圍內(nèi)，則AD轉(zhuǎn)換器正常，否則可以判定AD轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障。ADC部分的自檢變送器與ADC連接圖下頁上頁返回將參考電源接至24五、輸出通道的自檢

一個輸出數(shù)字量控制泵的啟停，管路已安裝流量檢測，在流量檢測回路沒有故障情況下(上述直接參數(shù)判斷法自檢可以保障)，不僅可依據(jù)流量有無變化情況來判斷該開關(guān)、驅(qū)動電路、繼電器、交流接觸器、熱繼電器、電機、泵以及現(xiàn)場連線是否正常，而且可以根據(jù)泵的流量特性在線判斷泵的性能優(yōu)劣。

間接參數(shù)判斷法

指根據(jù)模擬量輸入通道的采樣值的變化情況來判斷模擬量輸出通道或開關(guān)量輸出通道是否正常。例下頁上頁返回五、輸出通道的自檢一個輸出數(shù)字量控制泵的啟停，管路已25輸出通道自檢程序流程圖下頁上頁返回輸出通道自檢程序流程圖下頁上頁返回26感謝您的關(guān)注感謝您的關(guān)注第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木林，不過有一處被一些雄鹿打開了一個十分寬的缺口……艾麗莎就從這個缺口向湖水那兒走去。水是十分地清亮。倘若風兒沒有把這些樹枝和灌木林吹得搖動起來的話，她就會以為它們是繪在湖的底上的東西，因為每片葉子，不論被深藏在蔭處還是被太陽照著的，都很清楚地映在湖上。最好不要跟熟人做生意。可能有人會納悶，都說熟人多了好做事，你怎么害怕熟人呢？這是實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。

為人處世，交朋待友，對勢利紛華，似乎不必太過于苛求，當以“淡”字當頭?？吹?，看開些，人生也就豁然開朗，有滋有味了。正如“平平淡淡才是真”。

懂得自尊體現(xiàn)自我涵養(yǎng)，尊重別現(xiàn)寬容大度，保持尊嚴體現(xiàn)高尚人格。尊重自己、尊重別人、保持尊嚴是人生天平上的三個重要支點！一切節(jié)省，歸根到底都歸結(jié)為時間的節(jié)省。---馬克思要多讀書，但不要讀太多的書。-B.富蘭克林急事，慢慢地說；大事，清楚地說；小事，幽默地說；沒把握的事，謹慎地說；沒發(fā)生的事，不要胡說；做不到的事，別亂說。

自滿、自大、輕信是人生的三大暗礁。驕傲、嫉妒、貪婪是人生三個火星。說壞話、說假話、勢力眼是人生三大厭惡！

不妄動，動必有道；不濫言，言必有理；不茍求，求必有義；不虛行，行必有正。做人要：知理、知事、知人、知情！

動之以情，待之以禮，立身以德，施眾以義。為人以誠，律己以嚴，處事以恒，助人以愛。做人須懂得：心易服于德，而難服于力！

人要面子樹要皮。人存在于社會上，要扮演各種各樣角色，特別是在互相的交往中，需要一定的尊嚴來支撐，這是人性的弱點。明白了這點，才能體會到“敬”字的必要性。

第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木林，不過有一處被一些雄鹿打開了一個十分寬的缺口……艾麗莎就從這個缺口向湖水那兒走去。水是十分地清亮。倘若風兒沒有把這些樹枝和灌木林吹得搖動起來的話，她就會以為它們是繪在湖的底上的東西，因為每片葉子，不論被深藏在蔭處還是被太陽照著的，都很清楚地映在湖上。最好不要跟熟人做生意?？赡苡腥藭{悶，都說熟人多了好做事，你怎么害怕熟人呢？這是實踐經(jīng)驗的結(jié)晶。

為人處世，交朋待友，對勢利紛華，似乎不必太過于苛求，當以“淡”字當頭?？吹?，看開些，人生也就豁然開朗，有滋有味了。正如“平平淡淡才是真”。

懂得自尊體現(xiàn)自我涵養(yǎng)，尊重別現(xiàn)寬容大度，保持尊嚴體現(xiàn)高尚人格。尊重自己、尊重別人、保持尊嚴是人生天平上的三個重要支點！一切節(jié)省，歸根到底都歸結(jié)為時間的節(jié)省。---馬克思要多讀書，但不要讀太多的書。-B.富蘭克林急事，慢慢地說；大事，清楚地說；小事，幽默地說；沒把握的事，謹慎地說；沒發(fā)生的事，不要胡說；做不到的事，別亂說。

自滿、自大、輕信是人生的三大暗礁。驕傲、嫉妒、貪婪是人生三個火星。說壞話、說假話、勢力眼是人生三大厭惡！

不妄動，動必有道；不濫言，言必有理；不茍求，求必有義；不虛行，行必有正。做人要：知理、知事、知人、知情！

動之以情，待之以禮，立身以德，施眾以義。為人以誠，律己以嚴，處事以恒，助人以愛。做人須懂得：心易服于德，而難服于力！

人要面子樹要皮。人存在于社會上，要扮演各種各樣角色，特別是在互相的交往中，需要一定的尊嚴來支撐，這是人性的弱點。明白了這點，才能體會到“敬”字的必要性。重點：返回1.儀器的自動校準3.硬件故障自檢2.儀器的自動測量6.1概述儀器儀表的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在精度和可靠性兩個方面。傳統(tǒng)儀器測量結(jié)果的精度只能取決于儀表硬件各部分的精密性和穩(wěn)定性水平,當上述水平降低，則性能明顯下降。傳統(tǒng)儀器在其部件有故障時往往也給出測量結(jié)果的顯示值或執(zhí)行控制動作，但并不通知使用者這是個錯誤的結(jié)果。下頁上頁返回下頁上頁返回

（1）自動測量功能智能儀器由于具有儀器的自動校準、零點自動調(diào)節(jié)、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)、量程自動轉(zhuǎn)換等功能，極大地提高了儀器的測量精度;（2）自檢功能智能儀器如果發(fā)生了故障，需要能自動進行故障的檢測和診斷，并提醒操作人員注意，將影響降低到最低限度，以保證整個系統(tǒng)的安全和可靠運行。開機自檢、周期性自檢、鍵控自檢數(shù)字式儀器儀表具有的功能優(yōu)勢下頁上頁返回6.2儀器的自動校準6.2.1、內(nèi)部自動校準儀器的準確性受多種因素影響，需定期進行校準；常規(guī)校準方法是對標準源進行測量或采用更精密的儀器檢驗，需專業(yè)人士參與；內(nèi)部自動校準技術(shù)利用儀器內(nèi)部的校準源進行測量，量化不確定性，并自動將功能、各量程按工作條件調(diào)整到最佳狀態(tài)。下頁上頁返回6.2儀器的自動校準1．輸入偏置電流的自動校準輸入偏置電流Ib在該電阻上產(chǎn)生電壓降，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后儲存于非易失性校準存儲器內(nèi)，作為輸入偏置電流的修正值。在正常測量時，微處理器根據(jù)修正值選出適當?shù)臄?shù)字量到D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)輸入偏置電流補償電路產(chǎn)生補償電流Ib′，抵消Ib，消除儀器輸入偏置電流帶來的測量誤差。類似思路：暗場測量，信號背景值測量；2．零點漂移自動校準將校準源零輸出接到多用表的輸入端，進入零點校準模式，此時多用表將選定功能的某一量程上的零點漂移測出并存入校準存儲器，正常測量時，只要從存儲器中提取此參數(shù)，并從讀數(shù)中減去就得到了修正。零點偏移校準前后的輸入/輸出特性下頁上頁返回3．增益自動校準增益自動校準原理微處理器通過輸出口控制使儀器輸入端接地，啟動一次測量得到測量值N0，此值便是儀器衰減器、放大器、A／D轉(zhuǎn)換器等模擬部件所產(chǎn)生的零位輸出值N0。微處理器通過輸出口又控制輸入接基準電壓VR，測得輸出數(shù)據(jù)為NR，將N0、NR存入RAM的確定單元中；使儀器輸入端接被測信號Vx，此時的測量值為Nx，則測量結(jié)果為下頁上頁返回6.2.2、外部自動校準外部校準要采用高精度的外部標準。進行外部校準期間，板上校準常數(shù)要參照外部標準來調(diào)整。操作者按下自動校準的按鍵，儀器顯示屏便提示操作者應(yīng)輸入的標準電壓，操作者按提示要求將相應(yīng)標準電壓加到輸入端之后，再按一次鍵，儀器就進行一次測量，并將標準量（或標準系數(shù)）存入到“校準存儲器”，然后顯示器提示下一個要求輸入的標準電壓值，再重復上述測量存儲過程。當對預定的校正測量完成之后，校準程序還能自動計算每兩個校準點之間的插值公式的系數(shù)，并把這些系數(shù)也存入“校準存儲器”，這樣就在儀器內(nèi)部固定存儲了一張校準表和一張內(nèi)插公式系數(shù)表。在正式測量時，它們將同測量結(jié)果一起形成經(jīng)過修正的準確測量值。

下頁上頁返回下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)原理輸入信號是經(jīng)過可程控衰減器傳輸?shù)奖容^器，而比較器的比較電平(即觸發(fā)電平)是由微處理器控制、經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換值來設(shè)定的。當經(jīng)過衰減器的輸入信號的幅度達到某一比較電平時，比較器輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測器將檢測到的比較器輸出狀態(tài)送到微處理器，把觸發(fā)電平測出來了。二、量程自動轉(zhuǎn)換1.采用程控放大器程控放大器量程轉(zhuǎn)換原理圖不同傳感器、同種傳感器不一致的輸出條件，輸出差別，無法利用AD有效位，影響了測量范圍和精度；必須選擇合適量程；對幅值小的信號采用大增益，對幅值大的采用小增益，使A/D轉(zhuǎn)換器信號滿量程達到均一化。下頁上頁返回不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感器1#傳感器的最大量程范圍為M1，2#傳感器的最大量程范圍為M2，且M1>M2，設(shè)它們的滿量程輸出是相同的。測量時，總是1#傳感器先投入工作，2#處于過載保護狀態(tài)，待軟件判別確認量程后，再置標志位，選取量程M1或M2。此方案適合傳感器價格便宜的測量儀器。下頁上頁返回6.4故障的檢測與診斷1．開機自檢當儀器接通電源或復位后，儀器進行一次自檢，在以后的測控過程中不再進行。2．周期性自檢大多數(shù)智能儀器在運行過程中，要不斷地、周期性地插入自檢操作。這種自檢完全是自動進行的，并且是在測量工作的間歇期間完成的，不干擾正常測控任務(wù)。3．鍵控自檢有些儀器是在面板上設(shè)置一個自檢按鍵，由操作者控制用來啟動自檢程序。下頁上頁返回當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先將檢查字“AAH”寫入RAM單元，然后按所寫的單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“AAH”；再寫入檢查字“55H”，同樣以所寫單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“55H”。檢查字“AAH”和“55H”均為相鄰位電平相反，且“AAH”和“55H”互為反碼。循環(huán)一遍即可實現(xiàn)各位寫“0”、讀“0”和寫“1”、讀“1”的操作。一、RAM的自檢情況一下頁上頁返回RAM的作用？RAM的自檢流程一下頁上頁返回第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)它的周圍長著一圈濃密的灌木28第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件29第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件30第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件31第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件32第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件33第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件34第7章智能儀器的自動測量和自檢技術(shù)課件356.2.2、外部自動校準

外部校準要采用高精度的外部標準。進行外部校準期間，板上校準常數(shù)要參照外部標準來調(diào)整。

操作者按下自動校準的按鍵，儀器顯示屏便提示操作者應(yīng)輸入的標準電壓，操作者按提示要求將相應(yīng)標準電壓加到輸入端之后，再按一次鍵，儀器就進行一次測量，并將標準量（或標準系數(shù)）存入到“校準存儲器”，然后顯示器提示下一個要求輸入的標準電壓值，再重復上述測量存儲過程。當對預定的校正測量完成之后，校準程序還能自動計算每兩個校準點之間的插值公式的系數(shù)，并把這些系數(shù)也存入“校準存儲器”，這樣就在儀器內(nèi)部固定存儲了一張校準表和一張內(nèi)插公式系數(shù)表。在正式測量時，它們將同測量結(jié)果一起形成經(jīng)過修正的準確測量值。

下頁上頁返回6.2.2、外部自動校準外部校準要采用高精度的外部36下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)

觸發(fā)電平自動調(diào)節(jié)原理

輸入信號是經(jīng)過可程控衰減器傳輸?shù)奖容^器，而比較器的比較電平(即觸發(fā)電平)是由微處理器控制、經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換值來設(shè)定的。當經(jīng)過衰減器的輸入信號的幅度達到某一比較電平時，比較器輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測器將檢測到的比較器輸出狀態(tài)送到微處理器，把觸發(fā)電平測出來了。下頁上頁返回6.3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調(diào)37二、量程自動轉(zhuǎn)換

1.采用程控放大器

程控放大器量程轉(zhuǎn)換原理圖不同傳感器、同種傳感器不一致的輸出條件，輸出差別，無法利用AD有效位，影響了測量范圍和精度；必須選擇合適量程；

對幅值小的信號采用大增益，對幅值大的采用小增益，使A/D轉(zhuǎn)換器信號滿量程達到均一化。

下頁上頁返回二、量程自動轉(zhuǎn)換1.采用程控放大器程控放大器量程轉(zhuǎn)換38

不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感器1#傳感器的最大量程范圍為M1，2#傳感器的最大量程范圍為M2，且M1>M2，設(shè)它們的滿量程輸出是相同的。測量時，總是1#傳感器先投入工作，2#處于過載保護狀態(tài)，待軟件判別確認量程后，再置標志位，選取量程M1或M2。此方案適合傳感器價格便宜的測量儀器。下頁上頁返回不同傳感器的量程轉(zhuǎn)換原理圖

2.自動切換不同量程的傳感396.4故障的檢測與診斷1．開機自檢

當儀器接通電源或復位后，儀器進行一次自檢，在以后的測控過程中不再進行。2．周期性自檢大多數(shù)智能儀器在運行過程中，要不斷地、周期性地插入自檢操作。這種自檢完全是自動進行的，并且是在測量工作的間歇期間完成的，不干擾正常測控任務(wù)。3．鍵控自檢有些儀器是在面板上設(shè)置一個自檢按鍵，由操作者控制用來啟動自檢程序。下頁上頁返回6.4故障的檢測與診斷1．開機自檢下頁上頁返40

當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先將檢查字“AAH”寫入RAM單元，然后按所寫的單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“AAH”；再寫入檢查字“55H”，同樣以所寫單元地址逐字節(jié)讀出，檢查是否全為“55H”。檢查字“AAH”和“55H”均為相鄰位電平相反，且“AAH”和“55H”互為反碼。循環(huán)一遍即可實現(xiàn)各位寫“0”、讀“0”和寫“1”、讀“1”的操作。一、RAM的自檢情況一下頁上頁返回RAM的作用？當程序投運之前，檢查其能否正確寫入和讀出數(shù)據(jù)。一般先41RAM的自檢流程一下頁上頁返回RAM的自檢流程一下頁上頁返回42

當程序投運之后，作為數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存放有一定的信息，檢查程序絕對不能破壞原有的內(nèi)容，因此上述方法已不再適用。

情況二可采用“異或”的辦法進行檢查，即先從被檢查的RAM單元中讀出信息，求反后再與原單元內(nèi)容進行一次異或運算，若其結(jié)果為全“1”，表明該單元工作正常，否則應(yīng)給出錯誤指示。下頁上頁返回當程序投運之后，作為數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存放有一定的信息43下頁上頁返回RAM的自檢流程一下頁上頁返回RAM的自檢流程一44二、ROM的自檢

將調(diào)試好的程序向ROM中固化時，保留一個單元(一般是程序結(jié)束