智能仪表的基本组成原理及其发展趋势分析1
时间:2019-03-26 10:16:03 来源:沙雅资讯网 作者:匿名


智能仪器的出现极大地扩展了传统仪器的应用范围。智能仪器体积小,功能强,功耗低,已广泛应用于家用电器,科研单位和工业企业。

1,智能仪表的工作原理

传感器获取测量参数的信息并将其转换为电信号,并在滤波后发送多通道模拟开关以消除干扰;单通道选通模拟开关将每个输入通道的信号逐个发送到程控增益放大器,放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后,发送到单个芯片;单片机根据仪器设定的初始值进行相应的数据计算和处理(如非线性校正等);操作结果转换为相应的数据显示和打印;同时,MCU将运算结果与存储在片上闪存(flash memory)或e2prom(电可擦除存储器)中的设置参数进行比较,根据运算结果和控制请求,输出相应的控制信号(如报警装置触发,继电器触点等)。此外,智能仪表还可以与PC形成分布式测量和控制系统。单片机用作下位机收集各种测量信号和数据,信息通过串口通信传输到上位机—— PC,由PC管理。

2,智能仪表的功能特点

随着微电子技术的不断发展,集成电路如CPU,存储器,定时器/计数器,并行和串行接口,看门狗,前置放大器甚至是a/d,d/a转换器都集成在一块芯片上。已经出现了超大规模的集成电路芯片(即微控制器)。以单片机为主体,结合计算机技术和测量控制技术,构成了所谓的“智能测量控制系统”,是一种智能仪器。

与传统仪器相比,智能仪器具有以下特点:

1操作自动化。仪器的整个测量过程,如键盘扫描,范围选择,开关启动和关闭,数据采集,传输和处理,以及显示打印,都由单片机或微控制器控制,实现全自动化。测量过程。2具有自检功能,包括自动调零,自动故障和状态检查,自动校准,自诊断和自动量程转换。智能电表可以自动检测故障位置甚至故障原因。这种自检可以在仪器启动时运行,也可以在仪器中运行,大大方便了仪器的维护。

3具有数据处理功能,这是智能仪器的主要优势之一。由于使用单片机或微控制器,智能仪器产生许多原本难以用硬件逻辑解决或目前无法解决的问题。现在,软件可以非常灵活地解决。例如,传统的数字万用表只能测量电阻,交流和直流电压,电流等,智能数字万用表不仅可以执行上述测量,还可以执行零点漂移,平均值,极值和统计等测量。 。分析和其他复杂的数据处理功能不仅可以使用户免于繁重的数据处理,还可以有效地提高仪器的测量精度。

4具有友好的人机对话能力。智能仪表使用键盘代替传统仪器中的开关,操作者只需通过键盘输入命令即可实现一些测量功能。同时,智能仪表还通过显示屏告诉操作员测量数据的运行状态,工作状态和处理结果,使仪器的操作更加方便直观。

5具有可编程操作能力。通用智能仪表配备标准通讯接口,如gpib,rs232c,rs485等,可以很容易地形成一个自动测量系统,具有用户需要的多种功能以及PC和其他仪器,以完成更复杂的测试任务。

3.智能仪器的发展概述

在20世纪80年代,仪器中使用了微处理器,仪器的前面板开始向键盘移动。测量系统通常通过ieee-488总线连接。