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智能儀器儀表的幾大發展趨勢

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来源: 作者: 2019-05-22 15:42:01

智能儀器儀表憑借其體積小、功能強、功耗低等優勢,迅速地在家用電器、科研單位和工業企業中得到了廣泛的運用。智能儀器儀表的工作原理為傳感器拾取被測參量的信息并轉換成電信號,經濾波去除干擾后送入多路模擬開關;由單片機逐路選通摹擬開關將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器,放大后的信號經a/d轉換器轉換成相應的脈沖信號后送入單片機中;單片機根據儀器所設定的初值進行相應的數據運算和處理(如非線性校正等);運算的結果被轉換為相應的數據進行顯示和打印;同時單片機把運算結果與存儲于片內flashrom(閃速存儲器)或e2prom(電可擦除存貯器)內的設定參數進行運算比較后,根據運算結果和控制要求,輸出相應的控制信號(如報警裝置觸發、繼電器觸點等)。此外,智能儀器還可以與pc機組成份布式測控系統,由單片機作為下位機收集各種測量信號與數據,通過串行通訊將信息傳輸給上位機pc機,由pc機進行全局管理。

智能仪器仪表的发展概况

80年代,微处理器被用到仪器中,仪器前面板开始朝键盘化方向发展,测量系统常通过ieee488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。

90年代,仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面:微电子技术的进步更深入地影响仪器仪表的设计;dsp芯片的问世,使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展,使仪器仪表具有更强的数据处理能力;图像处理功能的增加十分普遍;vxi总线得到广泛的应用。

近年来,智能化丈量控制仪表的发展尤其迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表,例如,能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计,能够进行程序控温的智能多段温度控制仪,能够实现数字pid和各种复杂控制规律的智能式调节器,和能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。

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,能进行差压值状态的复合测量,可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿,其精度可到达0.1%fs;美国raca-dana公司的9303型超高电平表,利用微处理器消除电流流经电阻所产生的热噪声,丈量电平可低达-77db;美国fluke公司生产的超级多功能校准器5520a,内部采取了3个微处理器,其短时间稳定性达到1ppm,线性度可到达0.5ppm;美国foxboro公司生产的数字化自整定调节器,采用了专家系统技术,能够像有经验的控制工程师那样,根据现场参数迅速地整定调节器。这种调节器特别适合于对象变化频繁或非线性的控制系统。由于这种调节器能够自动整定调节参数,可使整个系统在生产过程中始终保持最佳品质。

智能仪器仪表发展趋势

微型化

微型智能仪器指微电子技术、微机械技术、信息技术等综合应用于仪器的生产中,从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它能够完成信号的采集、线性化处理、数字信号处理,控制信号的输出、放大、与其他仪器的接口、与人的交互等功能。微型智能仪器随着微电子机械技术的不断发展,其技术不断成熟,价格不断下降,因此其应用领域也将不断扩大。它不但具有传统仪器的功能,而且能在自动化技术、航天、军事、生物技术、医疗领域起到独特的作用。例如,目前要同时测量一个病人的几个不同的参量,并进行某些参量的控制,通常病人的体内要插进几个管子,这增加了病人感染的机会,微型智能仪器能同时丈量多参数,而且体积小,可植入人体,使得这些问题得到解决。

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