智能儀器設計基礎賴曉陽laixy@教材：智能儀器設計基礎趙新民主編哈工大出版社學時：68課程安排：1-16周第一章緒論主要內容：智能儀器的發展概況與趨勢智能儀器的特點智能儀器的基本結構虛擬儀器簡介1.1智能儀器的概念儀器儀表及其發展指針式儀器：模擬儀器特點：模擬器件，顯示直觀，精度較低數字式儀器：特點：數字器件，精度高，響應快智能儀器：智能化測量控制系統特征：計算機技術與測量儀器的結合智能儀器

1）工作原理數據采集、數據分析、數據顯示2）具有典型的計算機結構包含微處理器、存儲器、接口通道等內部：微處理器、存儲器、邏輯器件、接口通道外部：測試電路、鍵盤、顯示器微處理器：單片機（如51系列）、DSP（如TMS320系列）、

ASIC、ARM存儲器：ROM、RAM、EPROM、FlashROM邏輯器件：門電路、譯碼器、緩沖器、CPLD、FPGA接口通道：輸入/輸出通道（A/D,D/A）、通信接口（232,485）3）具備可控制的測量過程和數據處理功能可控的本地和遠程測量完備的數據處理功能？智能的概念1.2智能儀器的發展概況和趨勢

智能儀器是隨著微電子技術的發展而發展的80年代，微處理器開始應用儀器前面板開始朝鍵盤化方向發展測量系統常通過IEEE—488總線連接90年代，DSP芯片得到使用加強了儀器的信號處理功能，并增加了圖像處理功能VXI總線得到廣泛的應用

目前，ARM、ASIC廣泛使用智能儀器功能更強、體積更小具備復合測量、人工智能、網絡通信的特點例如：美國HONEYWELL公司生產的DSTJ-3000系列設備，將測壓力的差壓、靜壓和測量溫度的功能集中在一個芯片上，實現壓力、溫度的復合測量，同時對測量溫度、靜壓等實現自動補償；美國FOXBORO公司生產的數字化自整定調節器，采用了專家系統技術，能夠像有經驗的工程師那樣，在現場根據參數迅速地整定調節器，可使整個自動化系統在生產過程中始終保持最佳品質。

發展趨勢

微型化多功能化人工智能化網絡化虛擬儀器—“軟件就是儀器”返回1.3智能儀器的特點

操作自動化具有自測功能具有數據處理功能具有友好的人機對話能力具有可程控操作能力

返回1.4智能儀器的基本結構

兩種基本類型：微機內置式、微機擴展式

微機內置式：將單片或多片的微機芯片與儀器有機的結合在一起形成的單機。微機在其中起控制及數據處理作用。如圖1-1所示

特點：小型化、易便攜、成本低、適用面廣

微機擴展式：以個人計算機（PC）為核心的應用擴展型測量儀器。如圖1-2所示

特點：數據處理功能強大、易擴展、成本高圖1-1微機內置式圖1-2

微機擴展式返回

1.5虛擬儀器虛擬儀器是PC機與一定的數據采集硬件相結合組成的測量儀器。PC的軟件完成測試儀器功能中數據分析和數據顯示兩部分。根據測試任務需求，用戶可定義和設計儀器的測試功能。

特點：靈活性、可擴展性、開放的工業標準在虛擬儀器中，使用同一個硬件系統，只要應用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測量儀器。虛擬儀器包括硬件和軟件兩大部分虛擬儀器硬件：計算機系統外圍硬件設備：如GPIB系統，數據采集系統等虛擬儀器軟件：儀器驅動器應用軟件虛擬儀器集成開發環境主要有Labview、Labwindows/CVI等Labview工作原理Labview程序的運行及其表現形式都是仿照實際的儀器,稱為虛擬儀器VIs(VirtualInstruments)最基本的VI由三個部分組成前面板（FrontPanel）

框圖程序（DiagramProgramme）

圖標/連接端口（Icon/Terminal）前面