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智能化电子仪器仪表研制

发布时间:2021-01-23 10:39:25 |来源:网络转载

在仪器仪表、电子、自动化、无线电、测试设备等专业中,是基于电子电路和仪器仪表原理,由微机控制。随着科学技术和生产的发展,测量任务和测量后的数据反馈控制越来越复杂,工作量越来越大,对测量速度和精度的要求也越来越高,都对测量仪器和测试系统提出了更高的要求。要解决上述问题,必须借助计算机来完成。通过计算机的记忆、存储、数学运算、逻辑判断和命令识别能力,我们将开发计算机化的仪器和自动测试系统。
近年来,计算机和大规模集成电路发展迅速,价格大幅下降,极大地发展了计算机化仪器和自动测试系统。测量仪器的智能化是测量和仪器领域迅速发展的一个分支和特征。这种仪器主要有两种:智能仪器和个人仪器。这两类电子仪器对计算机的应用有以下要求。
1.智能仪器仪表中的计算机技术
所谓智能仪器,通常是指新一代内置微型计算机的仪器或内置微型计算机的可编程仪器。
智能仪器的组成如图1所示。它主要包括微机、测试函数和信号发生器、通用接口总线三部分。微机和测试功能或信号发生器是智能仪器仪表的核心部分,主要分别介绍。
测量信号是由传感器传输的电信号。传感器通过光电转换、压电转换和改变传感器的一些参数,将实际测量中的长度、温度、压力等信号转换成电信号,然后通过放大、滤波和整流转换成可测量的电信号,这些电信号可以通过A/D转换器转换成数字信号,直接提供给计算机进行数据处理。
在现代测量技术下,由传感器的一些参数转换成的一些电信号,可以通过A/D转换器用计算机技术进行模拟、放大、滤波和整流,直接测量。有相应的软件。
1.1微机由专用微机和I/O设备构成仪器仪表的键盘控制和显示输出部分,成为微机系统的组成部分。传统仪表板上的开关和旋钮被键盘操作所取代。当键盘和鼠标在微机的管理和控制下工作时,用户可以通过键盘和鼠标选择仪器仪表的功能和量程,并通过键盘编写程序,使测量设备可以在多方面灵活地满足用户的需求。智能仪器仪表的显示和输出部分,如监视器、打印机和绘图仪,在微机系统中是一样的。智能仪器中常见的发光二极管显示器,由相关软件完成,也可以直接用电脑显示器代替。
1.2测试功能或信号发生部分与传统的测试仪器或信号发生器有一定的相似性,但不是简单的硬件组合,而是在计算机控制下软硬件结合的功能系统。
由计算机、智能仪器和标准接口总线组成的自动测试系统是一个数字化系统。智能仪器仪表的计算机测试功能和信号产生部分发出的信号以及发回计算机的信号最终会变成数字信号。智能仪器仪表应增加专用的A/D和D/A转换电路,使仪器仪表的各个部分都能在微机的统一指挥下工作。智能仪器中的一些硬件可以用相应的计算机软件来代替。使仪器能够灵活快速地响应用户的需求,提高智能仪器的竞争力。
1.3借助计算机,可以提高仪器仪表的性能,通过使用计算机,仪器仪表可以大大扩展其功能,从而完成一些传统仪器无法完成的测量。
例如,对于测量的网络数据,智能仪器仪表可以通过计算机进行计算、比较、逻辑判断等各种数据处理,最终可以根据需要显示输出并进行反馈控制,从而达到自动控制的目的。
智能仪器仪表的管理是通过相应的计算机程序实现的。程序数据来自键盘和通用接口总线的命令和数据,各种命令在子程序中执行,完成测量和数据处理任务。
目前,这类智能仪器仪表主要有:计算机数字存储示波器、计算机计数器、计算机数字万用表、微机可控分数分频锁相环、数控机床等。随着仪器的数字化和计算机技术的普及,越来越多的数字化、智能化仪器将被设计和推广,其功能将越来越完善,应用越来越广泛。
2.个人仪器仪表中的计算机技术
个人仪器采用插件结构,将个人电脑和仪器的插件连接在一起,完成仪器的测量功能。当前个人仪器的组成结构如图5所示。
个人计算机和个人仪器通过专用接口总线连接。随着个人电脑引入的个人仪器仪表一经问世,便引起巨大反响,迅速发展。主要原因是个人仪器仪表引入电脑后:
(1)个人仪器更便宜,功能更强大。个人仪器中的各项测试功能都是由个人电脑和个人仪器插件配合完成的。个人仪器的插件给个人电脑增加了一些内容,大大降低了成本,不使用时也不影响个人电脑的其他应用。用户可以在个人电脑上匹配其他个人仪器插件,可以实现多种功能。
(2)易于控制,使用方便。个人仪器使用个人计算机的系统软件和制造商开发的仪器专用软件。通过个人电脑的荧光屏向用户提供各种列表,或者使用/softpanel0让用户通过触摸屏、几个按钮或鼠标选择所需的功能和范围,使仪器的功能控制变得简单明了,一目了然,还可以自带帮助系统。
(3)缩短开发周期,延长销售寿命。个人仪器的开发者不需要精通成熟的、功能齐全的通用个人电脑技术,只需要专注于个人插件和仪器专用软件,大大缩短了开发周期。此外,个人仪器对用户需求的灵活响应,必然会增强竞争力,延长销售寿命,降低成本,提高通用性。
(4)可以形成自动测试系统,形成测试网络。个人仪器仪表通过扩展底板、外部插件或专用接口板组合在一起,形成个人仪器仪表系统。随着计算机网络的发展,许多个人计算机通过主机连接起来,形成一个计算机网络,每台个人计算机与相应的个人仪器相连,形成一个大规模的测试网络。
综上所述,无论什么样的电子仪器仪表,为了提高其性能和自动化测试水平,都必须使用先进的计算机技术,或者使用自己的硬件系统和软件系统。从上面的陈述中,我们可以看到计算机在仪器仪表、电子、自动化、无线电、测试设备等专业中的应用和地位。在仪器仪表的应用和设计中,计算机硬件和计算机高级语言软件可以将计算机与仪器仪表连接起来。
仪器仪表与传统专业相结合,形成自动控制系统,形成新的专业和产业,解放和发展生产力,是传统专业的发展方向。随着计算机技术在仪器仪表中的应用,这些专业正在向智能化和自动化方向发展。学习和使用这些智能仪器仪表,必须有一定的计算机软硬件基础。电脑开拓了仪器仪表的使用空间,使用起来更方便快捷,精度更高,界面更好。

 

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