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亚虎娱乐平台智能仪器发展史

2018-10-12 11:23:46 已读

  亚虎娱乐智能仪器成长史_机械/仪表_工程科技_专业材料。智能仪器成长史 --0910100121 立异班何胜摘 要:跟着仪器仪表和消息办理的高度从动化,以计较机为焦点的消息处置取过程节制相连系的智能仪器系统应运而生。智能仪器是计较机 手艺取测试技

  智能仪器成长史 --0910100121 立异班何胜摘 要:跟着仪器仪表和消息办理的高度从动化,以计较机为焦点的消息处置取过程节制相连系的智能仪器系统应运而生。智能仪器是计较机 手艺取测试手艺相连系的产品,是含有微计较机或微处置器的丈量仪 器。因为他具有对数据的存储、运算、逻辑判断和从动化操做等功能, 具有必然的智能感化,因此被称为智能仪器。 环节词:智能仪器;人工智能;虚拟仪器 智能仪器的呈现,极大地扩充了保守仪器的使用范畴。智能仪器凭 借其体积小、功能强、功耗低等劣势,敏捷地正在家用电器、科研单元和 工业企业中获得了普遍的使用。1 智能仪器的分类聪敏仪器是以电子、传感、丈量手艺为根本的,是智能仪器分类中 最初级的类别。 初级智能仪器次要特点是使用了计较机及信号处置手艺,更严酷的 讲,应包罗丈量数学。 模子化仪器是正在初级只能仪器根本上有使用了建模手艺和方式,它 是以建模的数学方式及系统辨识手艺做为支持的。 高级智能仪器是智能仪器的最高类别,人工智能是它的显著特征 错误!未指定。 错误!未指定。2 能仪器的根基构成智能仪器由硬件和软件两大部门构成。 硬件部门包罗微机系统、输入通道、输出通道、人-机对话通道及 通信接口,其根基构成如图所示。 错误!未指定。 错误!未指定。 软件部门包罗法式和接口办理法式两部门。法式是面向仪 器面板键盘和显示器的办理法式,其内容包罗:通过键盘输入号令和数 据,以对仪器的功能、操做体例取工做参数进行设置;按照仪器设置的 功能和工做体例,以节制 I/O 接口电进行数据采集、存储;按照仪器 设置的参数,对采集的数据进行相关处置;以数字、字符等形式现实测 量成果、数据处置成果及仪器的形态消息。接口办理法式是面向通信接 口的办理法式,其内容是领受并阐发来自通信接口总线的远控号令,包 括描述相关功能、操做体例取工做参数的代码;进行相关的数据采集取 数据处置;通过通信接口送出仪器的丈量成果、数据处置成果及仪器的 现行工做形态消息。3 能仪器的功能特点跟着微电子手艺的不竭成长, 集成了 CPU、 存储器、 按时器/计数器、 并行和串行接口、看门狗、前置放大器以至 A/D、D/A 转换器等电正在 一块芯片上的超大规模集成电芯片(即单片机)呈现了。以单片机为从 体,将计较机手艺取丈量节制手艺连系正在一路,又构成了所谓的“智能 化丈量节制系统” ,也就是智能仪器。 取保守仪器仪表比拟,智能仪器具有以下功能特点: ①操做从动化。仪器的整个丈量过程如键盘扫描、量程选择、开关 启动闭合、数据的采集、传输取处置以及显示打印等都用单片机或微控 制器来节制操做,实现丈量过程的全数从动化。 ②具有自测功能, 包罗从动调零、 从动毛病取形态查验、 从动校准、 自诊断及量程从动转换等。智能仪表能从动检测出毛病的部位以至毛病 的缘由。这种自测试能够正在仪器启动时运转,同时也可正在仪器工做中运 行,极大地便利了仪器的。 ③具无数据处置功能,这是智能仪器的次要长处之一。智能仪器由 于采用了单片机或微节制器,使得很多本来用硬件逻辑难以处理或底子 无决的问题,现正在能够用软件很是矫捷地加以处理。例如,保守的 数字万用表只能丈量电阻、交曲流电压、电流等,而智能型的数字万用 表不只能进行上述丈量,并且还具有对丈量成果进行诸如零点平移、取 平均值、求极值、统计阐发等复杂的数据处置功能,不只利用户从繁沉 的数据处置中解放出来,也无效地提高了仪器的丈量精度。 ④具有敌对的人机对话能力。智能仪器利用键盘取代保守仪器中的 切换开关,操做人员只需通过键盘输入号令,就能实现某种丈量功能。 取此同时,智能仪器还通过显示屏将仪器的运转环境、工做形态以及对 丈量数据的处置成果及时告诉操做人员,使仪器的操做愈加便利曲不雅。 ⑤具有可程控操做能力。 一般智能仪器都配有 GPIB、 RS232C、 RS485 等尺度的通信接口,能够很便利地取 PC 机和其他仪器一路构成用户所 需要的多种功能的从动丈量系统,来完成更复杂的测试使命。4 能仪器的成长概况20 世纪 50 年代以前,仪器的功能用硬件实现,几乎没有软件的介 入,完全由出产厂商正在产物出厂前定义好,丈量成果用指针显示,称为 模仿式仪器。体积复杂、功能单一、性差。 60 年代, 跟着集成电的呈现, 发生了以集成电芯片为根本的数 字式仪器,其根基工做道理是正在丈量过程中将模仿信号转为数字信号, 丈量成果以数字形式显示和输出。读书清晰、响应速度快、精度高。 70 年代, 微处置器被用到仪器中, 仪器前面板起头朝键盘化标的目的发 展,丈量系统常通过 IEEE—488 总线毗连。分歧于传立仪器模式的 小我仪器获得了成长等。 80 年代当前, 仪器仪表的智能化凸起表示正在以下几个方面: 微电子 手艺的前进更深刻地影响仪器仪表的设想;DSP 芯片的问世, 使仪器仪表 数字信号处置功能大大加强;微型机的成长,使仪器仪表具有更强的数 据处置能力;图像处置功能的添加十分遍及;VXI 总线获得普遍的使用。 近年来,智能化丈量节制仪表的成长尤为敏捷。国内市场上曾经出 现了多种多样智能化丈量节制仪表,例如,可以或许从动进行差压弥补的智 能节省式流量计,可以或许进行法式控温的智能多段温度节制仪,可以或许实现 数字 PID 和各类复杂节制纪律的智能式调理器,以及可以或许对各类谱图进 行阐发和数据处置的智能色谱仪等。 国际上智能丈量仪表更是品种繁多,例如,美国 HONEYWELL 公司生 产的 DSTJ-3000 系列智能变送器,能进行差压值形态的复合丈量,可对 变送器本体的温度、静压等实现从动弥补,其精度可达到±0.1%FS;美 国 RACA-DANA 公司的 9303 型超高电平表,操纵微处置器消弭电流流经 电阻所发生的热噪声,丈量电平可低达-77dB;美国 FLUKE 公司出产的超 级多功能校准器 5520A,内部采用了 3 个微处置器,其短期不变性达到 1ppm,线ppm;美国 FOXBORO 公司出产的数字化自整定调 节器,采用了专家系统手艺,可以或许像有经验的节制工程师那样,按照现 场参数敏捷地整定调理器。这种调理器出格适合于对象变化屡次或非线 性的节制系统。因为这种调理器可以或许从动整定调理参数,可使整个系统 正在出产过程中一直连结最佳质量。鞭策智能仪器成长的次要手艺: 5 鞭策智能仪器成长的次要手艺:① 传感器手艺 ② A/D 等新器件的成长将显著加强仪器的功能取丈量范畴 ③ 单片机取 DSP 的普遍使用 ④ 嵌入式系统取片上系统(SOC)将使智能仪器的设想提拔到一个 新阶段 ⑤ ASIC、FPGA/CPLD 手艺正在智能仪器中的普遍利用 ⑥ LabVIEW 等图形化软件手艺 ⑦ 收集取通信手艺 ⑧ 智能仪器的微型化手艺6 能仪器成长趋向6.1 微型化 微型智能仪器指微电子手艺、微机械手艺、消息手艺等分析使用于 仪器的出产中,从而使仪器成为体积小、功能齐备的智能仪器。它可以或许 完成信号的采集、线性化处置、数字信号处置,节制信号的输出、放大、 取其他仪器的接口、取人的交互等功能。微型智能仪器跟着微电子机械 手艺的不竭成长,其手艺不竭成熟,价钱不竭降低,因而其使用范畴也 将不竭扩大。 它不单具有保守仪器的功能, 并且能正在从动化手艺、 航天、 军事、生物手艺、医疗范畴起到奇特的感化。例如,目前要同时丈量一 个病人的几个分歧的参量,并进行某些参量的节制,凡是病人的体内要 插进几个管子,这添加了病人传染的机遇,微型智能仪器能同时丈量多 参数,并且体积小,可植入人体,使得这些问题获得处理。 6.2 多功能化 多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点。例如,为了设想速度较 快和布局较复杂的数字系统,仪器出产厂家制制了具有脉冲发生器、频 率合成器和肆意波形发生器等功能的函数发生器。这种多功能的分析型 产物不单正在机能上(如精确度)比公用脉冲发生器和频次合成器高,并且 正在各类测试功能上供给了较好的处理方案。 6.3 人工智能化 人工智能是计较机使用的一个簇新范畴,操纵计较机模仿人的智 能,用于机械人、医疗诊断、专家系统、推理证明等各方面。智能仪器 的进一步成长将含有必然的人工智能,即取代身的一部门脑力劳动,从 而正在视觉(图形及色彩辨读)、听觉(语音识别及言语)、思维(推理、 判断、进修取联想)等方面具有必然的能力。如许,智能仪器可无需人 的干涉而自从地完成检测或节制功能。明显,人工智能正在现代仪器仪表 中的使用,使我们不只能够处理用保守方式很难处理的一类问题,并且 可望处理用保守方式底子不克不及处理的问题。 6.4 融合 ISP 和 EMIT 手艺, 实现仪器仪表系统的 Internet 接入(网 络化) 计较机收集手艺的日益成熟供给了将测控、计较机和通信手艺相结 合的可能。操纵收集手艺将各个分离的丈量仪器设备连正在一路,各仪器 设备之间通过收集互换数据和消息,实现各类数据和消息跨地区、跨时 间的传输取互换,使丈量不再是单个仪器设备彼此操做的简单组 合,而是一个同一的、高效的全体,实现了各仪器资本的共享和丈量功 能的优化。这是国防、通信、铁、航空、航天、景象形象和制制等范畴的 成长趋向。 6.5 虚拟仪器是智能仪器成长的新阶段 丈量仪器的次要功能都是由数据采集、数据阐发和数据显示等三大 部门构成的。正在虚拟现实系统中,数据阐发和显示完全用 PC 机的软件 来完成。因而,只需额外供给必然的数据采集硬件,就能够取 PC 机组 成丈量仪器。这种基于 PC 机的丈量仪器称为虚拟仪器。正在虚拟仪器中, 利用统一个硬件系统,只需使用分歧的软件编程,就可获得功能完全不 同的丈量仪器。可见,软件系统是虚拟仪器的焦点, “软件就是仪器” 。 保守的智能仪器次要正在仪器手艺顶用了某种计较机手艺,而虚拟仪器则 强调正在通用的计较机手艺中接收仪器手艺。做为虚拟仪器焦点的软件系 统具有通用性、通俗性、可视性、可扩展性和升级性,能为用户带来极 大的好处,因而,具有保守的智能仪器所无法对比的使用前景和市场。7 智能仪器的研制步调7.1 确定使命、拟制设想方案; ① 确定设想使命和仪器功能 ② 完成总体设想,确定硬件类型和数量 7.2 硬件、软件研制及仪器布局设想; ①硬件电设想、研制和调试 ②使用软件设想、法式编制和调试 7.3 仪器总调、机能制定; 7.4 进行设想文件的编制。 设想文件包罗:设想使命和仪器功能描述;设想方案的论证;机能 测定和现场利用演讲;利用者操做申明;硬件材料;法式材料。8 竣事语智能仪器是计较机科学、电子学、数字信号处置、人工智能、VLSI 等新兴手艺取保守的仪器仪表手艺的连系。跟着公用集成电、小我仪 器等相关手艺的成长,智能仪器将会获得愈加普遍的使用。做为智能仪 器焦点部件的单片计较机手艺是鞭策智能仪器向小型化、多功能化、更 加矫捷的标的目的成长的动力。能够意料,各类功能的智能仪器正在不远的将 来会普遍地利用正在社会的各个范畴。 参考文献: [1] 孙焕根.电子丈量取智能仪器.杭州:浙江大学出书社,1992. [2] 程德福 林君.智能仪器.机械工业出书社,2009. [3] 赵新明.智能仪器道理及设想.:工业大学出书 社,1995. [4] 沈兰荪.仪器仪表智能化的进展.测控手艺,1999,18(1): 10-12. [5]金峰.智能仪器设想根本.:大学出书社,交通大 学出书社,2005. [6]史键芳.智能仪器设想根本.:电子工业出书社,2007.