智能仪器的功能与特点

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：单片机影响着智能仪器对测试过程的控制和对测试数据、结果的处理。智能仪器的主要功能和特点表现在：1.具有友好的人-机对话功能智能仪器使用键盘代替了传统仪器中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。当掉电时，能自动地将电池接至RAM，使数据不致丢失。也可以采用电可擦除只读存储器EEPROM来代替RAM，存储重要数据，以实现掉电保护的功能。低廉的单片机芯片使得智能仪器具有较高的性能价格比。

单片机的出现与应用对科学技术的各个领域都产生了极大的影响，与此同时，也导致了一场仪器、仪表技术的巨大变革。单片机影响着智能仪器对测试过程的控制和对测试数据、结果的处理。智能仪器的主要功能和特点表现在：

1.具有友好的人-机对话功能

智能仪器使用键盘代替了传统仪器中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。与此同时，智能仪器还可以通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态，以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员，使仪器的操作更加方便、直观。

2.自动校正零点、满度和切换量程

智能仪器的自校正功能大大降低了因仪器的零点漂移和特性变化所造成的误差，而量程的自动切换又给使用带来了很大的方便，并可以提高测量精度和读数的分辨率。

3.多点快速检测

智能仪器能对多个参数（模拟量或开关量信号）进行快速、实时检测，以便及时了解生产过程的各种工况。

4.自动修正各类测量误差

许多传感器的固有特性是非线性的，且受环境温度、压力等参数的影响，从而给智能仪器带来了测量误差。在智能仪器中，只要能掌握这些误差的规律，就可以依靠软件进行修正。常见的有测温元件的非线性校正、热电偶冷端温度补偿、气体流量的温度压力补偿等。

5.数字滤波

通过对主要干扰信号特性的分析，采用适当的数字滤波算法，可以有效地抑制各种干扰（例如低频干扰、脉冲干扰）的影响。

6.数据处理

智能仪器能实现各种复杂运算，对测量数据进行整理和加工处理，如统计分析、查找排序、标度变换、函数逼近和频谱分析等。

7.各种控制规律

智能仪器能实现PID及各种复杂的控制规律，例如，可进行串级、前馈、解耦、非线性、纯滞后、自适应、模糊等控制，以满足不同控制系统的需要。

8.多种输出形式

智能仪器的输出形式有数字（或指针）显示、打印记录和声光报警等，也可以输出多点模拟量（或开关量）信号。

9.数据通信

智能仪器配有GP-IB、 RS-232、 RS-485等标准的通信接口，可以很方便地与其他仪器和计算机进行数据通信，以便构成不同规模的计算机测量控制系统。

10.自诊断和故障监控

在运行过程中，智能仪器可以自动地对仪器本身各组成部分进行一系列的测试，一旦发现故障即能报警，并显示出故障部位，以便及时处理。有的智能仪器还可以在故障存在的情况下，自行改变系统结构，继续正常工作，即在一定程度上具有容忍错误存在的能力。

11.掉电保护

仪器内部装有后备电池和电源自动切换电路。当掉电时，能自动地将电池接至RAM，使数据不致丢失。也可以采用电可擦除只读存储器EEPROM来代替RAM，存储重要数据，以实现掉电保护的功能。

也许在一些常规仪器中，通过增加器件或变换电路也能或多或少地实现以上的一些功能，但往往要付出较大的代价。性能上的些许提高，会使仪器的成本大大增加。而在智能仪器中，性能的提高、功能的扩大是比较容易实现的，往往不会使仪器成本大幅度增加。低廉的单片机芯片使得智能仪器具有较高的性能价格比。

智能仪器的功能与特点

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