智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)chap1

智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)賴曉陽laixy@教材：智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)趙新民主編哈工大出版社學(xué)時(shí)：68課程安排：1-16周第一章緒論主要內(nèi)容：智能儀器的發(fā)展概況與趨勢(shì)智能儀器的特點(diǎn)智能儀器的基本結(jié)構(gòu)虛擬儀器簡介1.1智能儀器的概念儀器儀表及其發(fā)展指針式儀器：模擬儀器特點(diǎn)：模擬器件，顯示直觀，精度較低數(shù)字式儀器：特點(diǎn)：數(shù)字器件，精度高，響應(yīng)快智能儀器：智能化測量控制系統(tǒng)特征：計(jì)算機(jī)技術(shù)與測量儀器的結(jié)合智能儀器

1）工作原理數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示2）具有典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)包含微處理器、存儲(chǔ)器、接口通道等內(nèi)部：微處理器、存儲(chǔ)器、邏輯器件、接口通道外部：測試電路、鍵盤、顯示器微處理器：單片機(jī)（如51系列）、DSP（如TMS320系列）、

ASIC、ARM存儲(chǔ)器：ROM、RAM、EPROM、FlashROM邏輯器件：門電路、譯碼器、緩沖器、CPLD、FPGA接口通道：輸入/輸出通道（A/D,D/A）、通信接口（232,485）3）具備可控制的測量過程和數(shù)據(jù)處理功能可控的本地和遠(yuǎn)程測量完備的數(shù)據(jù)處理功能？智能的概念1.2智能儀器的發(fā)展概況和趨勢(shì)

智能儀器是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的80年代，微處理器開始應(yīng)用儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展測量系統(tǒng)常通過IEEE—488總線連接90年代，DSP芯片得到使用加強(qiáng)了儀器的信號(hào)處理功能，并增加了圖像處理功能VXI總線得到廣泛的應(yīng)用

目前，ARM、ASIC廣泛使用智能儀器功能更強(qiáng)、體積更小具備復(fù)合測量、人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)例如：美國HONEYWELL公司生產(chǎn)的DSTJ-3000系列設(shè)備，將測壓力的差壓、靜壓和測量溫度的功能集中在一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度的復(fù)合測量，同時(shí)對(duì)測量溫度、靜壓等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償；美國FOXBORO公司生產(chǎn)的數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器，采用了專家系統(tǒng)技術(shù)，能夠像有經(jīng)驗(yàn)的工程師那樣，在現(xiàn)場根據(jù)參數(shù)迅速地整定調(diào)節(jié)器，可使整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中始終保持最佳品質(zhì)。

發(fā)展趨勢(shì)

微型化多功能化人工智能化網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器—“軟件就是儀器”返回1.3智能儀器的特點(diǎn)

操作自動(dòng)化具有自測功能具有數(shù)據(jù)處理功能具有友好的人機(jī)對(duì)話能力具有可程控操作能力

返回1.4智能儀器的基本結(jié)構(gòu)

兩種基本類型：微機(jī)內(nèi)置式、微機(jī)擴(kuò)展式

微機(jī)內(nèi)置式：將單片或多片的微機(jī)芯片與儀器有機(jī)的結(jié)合在一起形成的單機(jī)。微機(jī)在其中起控制及數(shù)據(jù)處理作用。如圖1-1所示

特點(diǎn)：小型化、易便攜、成本低、適用面廣

微機(jī)擴(kuò)展式：以個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）為核心的應(yīng)用擴(kuò)展型測量儀器。如圖1-2所示

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大、易擴(kuò)展、成本高圖1-1微機(jī)內(nèi)置式圖1-2

微機(jī)擴(kuò)展式返回

1.5虛擬儀器虛擬儀器是PC機(jī)與一定的數(shù)據(jù)采集硬件相結(jié)合組成的測量儀器。PC的軟件完成測試儀器功能中數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示兩部分。根據(jù)測試任務(wù)需求，用戶可定義和設(shè)計(jì)儀器的測試功能。

特點(diǎn)：靈活性、可擴(kuò)展性、開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在虛擬儀器中，使用同一個(gè)硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器。虛擬儀器包括硬件和軟件兩大部分虛擬儀器硬件：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外圍硬件設(shè)備：如GPIB系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等虛擬儀器軟件：儀器驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用軟件虛擬儀器集成開發(fā)環(huán)境主要有Labview、Labwindows/CVI等Labview工作原理Labview程序的運(yùn)行及其表現(xiàn)形式都是仿照實(shí)際的儀器,稱為虛擬儀器VIs(VirtualInstruments)最基本的VI由三個(gè)部分組成前面板（FrontPanel）

框圖程序（DiagramProgramme）

圖標(biāo)/連接端口（Icon/Terminal）前面