《智能仪器绪论》PPT课件

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1、智能仪器IntelligentInstrument教师：张瑜电话：3922132、13834607943科研楼313房间课程类型：专业教育课程必修先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、微机原理及接口技术、EDA技术使用教材：智能仪器设计基础，赵新民主编，哈尔滨工业大学出版社参 考 书：赵茂泰，智能仪器原理及应用，电子工业出版社林君程德福，智能仪器，机械工业出版社宋万杰等，CPLD技术及其应用，西安电子科技大学出版社学时分配：本课程共56学时，其中讲课48学时，实验8学时成绩的考察方法及评定标准：总评成绩以百分制计算，平时和实验成绩占30%，期末考试成绩占70%教学内容

2、：章节内容学时第一章绪论（智能仪器的发展概况、特点、基本结构）2第二章器件基础（D/A、A/D、程控放大器、模拟开关等）12第三章智能仪器通信接口（GP-IB接口）4第四章数据采集系统（数据采集系统的组成及设计技术）8第五章智能仪器设计（智能仪器设计方法、抗干扰技术）14第六章实验技术基础（可编程逻辑器件及其应用、开发软件的使用、HDL程序设计）8第一章绪论一、从传统仪器到智能仪器仪器仪表、智能仪器、重要性认识二、智能仪器的基本结构与特点2种结构、3个特点三、推动智能仪器发展的主要技术传感器，A/D,单片机，DSP,FPGA/CPLD,软件，网络与通信四、智能仪器的发

3、展趋势一、从传统仪器到智能仪器1.仪器仪表定义、作用、行业分类仪器仪表是信息获取的工具、是认识世界的工具，是一个系统或装置。最基本的作用：是延伸扩展补充或代替人的听觉、视觉、触觉等器官的功能。测量仪器，分析仪器，生物医疗仪器，地球探测仪器，天文仪器，航空航天航海仪表，汽车仪表，电力，石油，化工仪表等，遍及国民经济各个部门，深入到人民生活的各个角落。2、八类测试计量仪器几何量：长度、角度、相互位置、位移、距离测量仪器等机械量：各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪、力矩测量仪、振动测量仪等热工量：温度、湿度、流量测量仪器等光学参数：如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量

4、仪、光学传递函数测量仪等。电离辐射：各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等。★时间频率：各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时间频率测量仪等★电磁量：交、直流电流表、电压表、功率表、RLC测量仪、静电仪、磁参数测量仪等★电子参数：无线电参数测量仪器如示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪、动态信号分析仪等。3、四代仪器仪表第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表第二代为数字式仪器仪表第三代就是智能式仪器仪表第四代虚拟仪器基于USB总线的数据采集卡基于PCI总线的数据采集卡操作系统：DOS,Windows2000/9x/NT最大I/0速度：1.5Mbytes/s（IE

5、EE488.1)  7.7Mbytes/s(HS488)尺寸：133x107mmNI的PCI-GPIB卡NI的DAQ及VXI产品示例虚拟数字示波器的软面板4、智能仪器的概念与历史概念:智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等)。也可以理解为传统仪器仪表的智能化、数字化发展。智能仪器＝仪器科学＋计算机科学近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展。模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等，使智

6、能仪器的功能向更高的层次发展。智能仪器对仪器仪表的发展以及科学实验研究产生了深远影响，是仪器设计的里程碑。5、对仪器仪表重要性的认识仪器仪表是：国民经济的“倍增器”科学研究的“先行官”现代战争的“战斗力”法庭审判的“物化法官”王大珩院士：“能不能创造高水平的科学仪器和设备体现了一个民族、一个国家的创新能力。发展科学仪器设备应当视为国家战略”钱学森：“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术是关键和基础”现代仪器仪表的发展水平是国家科技水平和综合国家力的重要体现，仪器仪表的制造水平反映出国家的文明程度。1、智能仪

7、器的基本结构其结构可有两种基本类型:●微机内置式●微机扩展式将单片或多片的微机芯片与仪器有机地结合在一起形成的单机。以个人计算机(PC)为核心的应用扩展型测量仪器。个人计算机仪器(PCI)或称微机卡式仪器。二、智能仪器的基本结构与特点微机内置式智能仪器的结构图微机扩展式智能仪器的结构图个人仪器结构图微机扩展式普通台式PCI工控机PCI笔记本PCI◆测量过程的软件控制：CPU→软件控制测量过程“以软代硬”→灵活性强、可靠性强◆数据处理：随机误差、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度数字滤波、相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→