教学课件 《智能仪器(第3版)》程德福
智能仪器大作业教学文案
智能仪器大作业课程名称：数据采集与智能仪器姓名：学号：班级：《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv 时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏考试题（30分）1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。
评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）第4章数据通信本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输考试题（30分）1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。
《智能仪器》课件1-PPT精品文档
外部通信
输出通道 D/A
传感器
A/D
非 电 量
单片机或 DSP RAM、 EPROM I/O接口
RS232 USB
打印机
电 量
输入通道
键盘、开关、 显示器
内嵌微处理器智能仪器的基本结构 2019/3/9
智能仪器
微处理器 MPU 程序存储器 (ROM)
卡式仪器的演变
数据存储器 (RAM)
测 试 部 分
智能仪器
• 主讲人
张重雄 教授
南京理工大学电光学院
南京理工大学在职研究生河南教育中心
2019/3/9
2019年12月
教 学 内 容
第1章 概述 第2章 内嵌微处理器的智能仪器
第3章 虚拟仪器
2019/3/9
教学参考书
张重雄.虚拟仪器技术分析与设计
电子工业出版社
2019/3/9
第1章
概 述
2019/3/9
第1章 智能仪器概述
• 教学重点
• 智能仪器的组成结构
• 智能仪器的主要特点 • 智能仪器的发展趋势
2019/3/9
1.1 仪器仪表概述
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、是认识世界的手段，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。 仪器仪表种类繁多，如测量仪器，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。
笔记本PCI
• 虚拟仪器：虚拟仪器是指，在以通用计算机 为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义， 具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件 来实现的一种计算机仪器系统。 虚拟仪器的特点： • 软件是虚拟仪器的核心； • 虚拟仪器的性价比高； • 具有良好的人机界面； • 具有与其它设备互联的能力。
《智能仪器》教学大纲
《智能仪器》教学大纲课程编号：030833课程性质：专业特色选修课学时/学分：48/3适用专业：测控技术与仪器一、课程简介智能仪器是计算机技术、检测技术、电子技术、通信技术等多种技术相结合的产物。
近年来，相关学科的理论和方法不断渗透到智能仪器中，使智能仪器在仪器构成的理念上正快速发展。
通过本课程的学习使学生对智能仪器的结构、工作原理及设计方法有较全面的了解，并能掌握智能仪器输入输出通道接口技术、外设控制技术、常用算法及数据处理技术、数据采集系统、自校准及自诊断技术、网络通信技术和智能仪器设计方法等基本理论和常用方法。
本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程；既有智能控制算法，又有算法的程序实现，是一门综合性较高的课程。
The Intelligent Instrument is the integration of computer technology,measurement technology,electronics,communication and other technologies.In recent years,the theory and methods of the related disciplines unceasingly infiltrate in the intelligent instruments,and promote a renovation of the basic concept of the intelligent instrument.Through learning of this course makes students to more comprehensively understand the structure,working principle and design method of intelligent instruments.They are required to master I/O channel technology,interface technology,control technology,commonly used algorithm and data processing technology,data acquisition system,self-calibration and self-diagnosis technology,network communication technology and intelligent instrument design method.The Intelligent Instrument is a comprehensive course including not only the principle and composition of the hardware,but also the software programming for the intelligent algorithm.二、教学目的与要求本课程主要研究智能仪器的基本原理与基本分析、设计方法，以输入、输出、人机接口、控制算法等模块的分析和设计为主，即兼顾每个模块的细节设计，也注重系统的整体协调配合。
优选智能仪器第二章课件Ppt
3. 比较型ADC、积分型ADC、V/F的转换原理
4. 典型芯片选择及接口设计 5.
第38页，共93页。
1.ADC的基本概念
量化特性及量化误差
第39页，共93页。
第40页，共93页。
一般而言，n位ADC的理想传输函数由以下 两个式子定义：
Vn (1/ 2)(Vr / 2n ) Vi Vn (1/ 2)(Vr / 2n )
失码（Missing Cord）或跳码(Skipped Cord)，也叫做非单调性。
第49页，共93页。
ADC的积分线性度误差 ADC的微分线性度误差
第50页，共93页。
ADC的失码现象
第51页，共93页。
温度对误差的影响
环境温度的改变会造成偏移、增益和 线性度误差的变化。
第52页，共93页。
第25页，共93页。
1. 非线性度 它是指放大器实际输出输入关系曲线与 理想直线的偏差。
VO
VI
第26页，共93页。
2. 温漂
温漂是指仪用放大器输出电压随温度 变化而变化的程度。
输出电压会随温度的变化而发生 (1~50)V/℃变化，这与仪用放大器的增益有 关。
第27页，共93页。
3. 建立时间
3.转换速度（带宽）：符合整机要求； 4.能满足被测介质和使用环境的特殊要求，如耐高温、 耐高压、防腐、抗振、防爆、抗电磁干扰、体积小、 质量轻和不耗电或耗电少等；
5.能满足用户对可靠性和可维护性的要求。
第12页，共93页。
(二) 选用什么类型传感器
对于一种被测量，常常有多种传感器可以测量，例如测量 温度的传感器就有：热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体PN结、 IC温度传感器、光纤温度传感器等好多种。在都能满足测量范 围、精度、速度、使用条件等情况下，应侧重考虑成本低、相 配电路是否简单、可靠性等因素进行取舍，尽可能选择性能价 格比高的传感器。
智能仪器第四章1课件
2．中值滤波法
中值滤波是一种典型的非线性滤波器，它运算简 单，在滤除脉冲噪声的同时可以很好地保护信号 的细节信息。 对某一被测参数连续采样n次（一般n应为奇数）， 然后将这些采样值进行排序，选取中间值为本次 采样值。 对温度、液位等缓慢变化（呈现单调变化）的被 测参数，采用中值滤波法一般能收到良好的滤波 效果。
拉依达准则法实施步骤
（1）求N次测量值X1至XN的算术平均值
1 X N
X
i 1
N
i
（2）求各项的剩余误差Vi
（3）计算标准偏差σ
Vi Xi X
( V ) /(N 1)
i 1 2 i N
（4）判断并剔除奇异项Vi＞3σ ，则认为该Xi为坏值， 予以剔除。
二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波法
数字滤波算法的优点：
（1）数字滤波是一个计算过程，通常用软件实 现，在实时性要求高的情况下用FPGA实现，因此 可靠性高。无需模拟电路，不存在阻抗匹配、特 性波动、非一致性等问题。
（2）只要适当改变数字滤波程序有关参数，就 能方便的改变滤波特性，因此数字滤波使用时方 便灵活。
常用的数字滤波算法
一、克服大脉冲干扰的数字滤波法(非线性法） 1．限幅滤波法 2．中值滤波法 3．基于拉依达准则的奇异数据滤波法 4. 基于中值数绝对偏差的决策滤波器 二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波法
基本数据处理算法内容提要
克服随机误差的数字滤波算法 消除系统误差的算法、非线性校正 工程量的标度变换。 诸如频谱估计、相关分析、复杂滤波等算法， 阅读数字信号处理方面的文献。
第一节 克服随机误差的数字滤波算法
随机误差：由串入仪表的随机干扰、仪器内部器 件噪声和A/D量化噪声等引起的，在相同条件下测 量同一量时，其大小和符号作无规则变化而无法预 测，但在多次测量中符合统计规律的误差。采用模 拟滤波器是主要硬件方法。
智能仪器课件第3版 (8)[130页]
![智能仪器课件第3版 (8)[130页]](https://img.taocdn.com/s3/m/709846a0910ef12d2af9e77c.png)
连到总线上, 使信息在 I 2 C 器件之间传递。总线上数据
的传输速率在标准模式下可达100kbit/s，在快速模式 下可达400kbit/s，在高速模式下可达3.4Mbit/s。总线 长度可达25英尺，并且能支持40个组件。由于接口嵌入 组件，所以占用空间小，减少了电路板的空间，降低了 互联成本。
(6)支持NMOS、COMS、HCMOS等多种制造工 艺，并可用于测试和错误诊断。
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7.2.2
I 2 C 总线的术语
SDA（串行数据线） SCL（串行时钟线）
构成 I 2 C
注意：
总线上可以接若干个单片微机和外围器
件，每个器件可由唯一的地址确定，I 2 C
总线根据地址识别各器件。
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7.２ 内总线
内总线
（System Bus）
又称局部总线，是系统内部 各模块的公共信息通道
采用内总线的优点：
１．各模块的设计可通用化； ２．具有互换性，损坏一部分只须更换该部分即可； ３．只要留有足够的插口，随时可扩展系统的功能； ４．改变其中一些模块可以改变仪器的功能
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第7章 总线和数据通信技术
本章内容
7.1 概述 7.2 内总线 7.3 通用总线 7.4 串行通信接口
7.5 现场总线
7.6 8．6 短距离无线通 信技术
7.7 工业4.0相关的数据 通信技术
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第7章 总线和数据通信技术
在实际的测量和控制过程中，智能仪器和智 能仪器之间、智能仪器与计算机之间需要进行各 种信息的交换和传输，这种信息的交换和传输通 过仪器的通信接口按照一定的协议实现。
智能仪器原理及设计课件第1、2、6章
第1章 绪论
2. 仪器的性能优越 智能仪器中通过微处理器进行数据存储
和处理，很容易实现多种自动补偿、自动校 正、多次测量平均等技术，使测量精度大大 提高。通过执行适当和巧妙的算法，常常可 以克服或弥补仪器硬件本身的缺陷和弱点， 改善仪器的性能。智能仪器中，对于随机误 差通常用求平均值的方法来克服； 对于系统 误差，则根据误差产生的原因采用适当的方 法处理。
第1章 绪论
我国电磁测量信息处理仪器学会于 1984年正式成立“自动测试与智能仪器 专业学组”，1986年国际测量联合会以 “智能仪器”为主题召开了专门的讨论 会，1988年国际自动控制联合会在其当 年的理事会上正式确定“智能元件及仪 器”为其系列学术委员会之一。
第1章 绪论
此外，1989年5月在我国武汉召开了第一 届测试技术与智能仪器国际学术讨论会。 以后，在国内外的学术会议上，以智能 仪器为内容的研讨已层出不穷。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，它体现为模糊判断、 故障诊断、容错技术、传感器融合、机 件寿命预测等，使智能仪器的功能向更 高层次发展。
第1章 绪论
1.3.1独立式智能仪器及GP-IB自动测试系统 独立式智能仪器（简称智能仪器）是自
身带有微处理器和GP-IB接口的能独立进行 测试工作的电子仪器。独立式智能仪器在结 构上自成一体，因而使用灵活方便，并且仪 器的性能可以做得很高。这类仪器在技术上 比较成熟，同时借助于新技术、新器件和新 工艺的不断进步，这类仪器还在不断发展， 不断推陈出新。
第1章 绪论
例如HP3455型数字电压表的实时自动校 正是先进行三次不同方式的测量，然后 由微处理器自动把测量数据代入校准方 程进行计算，以消除由漂移、增益不稳 定所带来的误差。借助于微处理器，不 仅能校正由漂移、增益不稳定等引起的 误差，还能校正由各种传感器、变换器 及电路引起的非线性或频率响应等误差。
《智能仪器仪表》教学大纲
《智能仪器仪表》理论课教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务智能仪器仪表是电子信息工程专业本科生选修的专业课。
随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器仪表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。
仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向。
在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下，智能仪器必将有更大的进展。
因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。
通过本课程的学习，使学生建立仪器整机系统的概念，掌握智能仪器仪表软硬件相结合的基本工作原理、主要技术和设计方法，培养学生综合运用所学知识与技术进行仪器设计的能力，提高学生灵活性和创新（创造）意识。
三、课程主要内容、要求及学时分配四、主要教学组织形式与方法手段智能仪器仪表是一门技术比较前沿、涉及到现代检测技术、自动化技术等领域的课程。
目的是让学生了解现代智能仪器仪表技术的发展方向、具有一定的智能仪器仪表的设计、开发能力，适应现代测控仪器发展的要求。
因此，在理论教学的组织形式、方式方法上，应特别注意与实际相结合，引进国际工程教育改革的最新成果——CDIO（Conceive, Design, Implement, Operate）工程教育模式，树立以学生为中心的教育理念，充分调动学生的积极性、主动性与创造性。
1.组织形式在课堂授课时，把握课程内容重点和关键，注重教学内容的实用性和工程性，强调外部特征，淡化内部工作原理，从传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习转变，在讲授知识点时实施以具体项目为内容的教学模式。
多层次、立体化的实现理论教学与实践教学的有机结合，促进学生学习的积极能动性。
2.教学方法为有效调动学生的学习积极性，课程组教师课前进行研讨，总结经验，找出重点和难点，设计灵活多样的教学方法，如：➢对于课程内容有针对性的提出工程项目引导学生思考、研讨，多鼓励学生查找相关课题的前沿技术；➢采用小组合作方式，对问题展开积极的讨论与交流，分享成果，反思失败，鼓励创新思想；➢对于难点和重点内容，开展习题课，加深学生对理论的理解。
《智能仪器》(第二版 程德福 林君)课后习题参考答案
智能仪器考试题型：名词解释、简答、简述、综合没有给重点，但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的，所以我将大部分课后习题答案整理出来，仅供参考。
难免有错误，望大家谅解并指出。
课后习题参考第一章1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。
选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想（课堂作业）。
解：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。
1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
解：P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）仪器。
由于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），因而被称为智能仪器。
P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。
特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。
初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。
模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。
高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。
有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。
1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5解：（1）仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一（2）先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。
智能仪器课件第3版 (10)[51页]
计时采用开放式设计原则，留下容纳未来新技术的余地，同时
向系统的不同配套档次开放、向用户不断变化的特殊要求开放、
兼顾通用和专用设计，以便满足用户不同层次、不断变化的要
求。
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8.1.3智能仪器的设计步骤 1．确定设计任务
全面了解设计的内容，搞清要解决的问题，必要 时到用户方调研，根据仪器最终要实现的设计目标， 做出详细的设计任务说明书，明确仪器的功能和应达 到的技术指标。
4) 仪器工艺结构与造型设计要求
结构工艺是影响仪器可靠性的重要因素之一，依据 仪器工作环境条件，确定是否需要防水、防尘、防爆密 封，是否需要抗冲击、抗振动、抗腐蚀等设计工艺结 构；认真考虑仪器的总体结构、部件间的连接关系、面 板的美化等，使产品造型优美、色泽柔和、外廓整齐、 美观大方。
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2．拟定总体设计方案
根据设计任务说明书制定设计方案。最好提出几种 可能的方案，每种方案包括仪器的工作原理、采用的技 术路线等，然后对各方案进行可行性论证，包括理论分 析、计算及必要的模拟实验，验证方案是否可达到设计 要求，最后从总体的先进性、可靠性、成本、制作周期、 可维护性等各方面比较、择优，综合制定设计方案。
8.1.1智能仪器设计的基本要求
1) 功能及技术指标要求
智能仪器应具备的功能如输出形式、人机对 话、通信、报警提示、仪器状态的自动调整等。 仪器的主要技术指标如精度、测量范围、工作环 境条件、稳定性等。
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8.1.1
2) 可靠性要求
仪器的故障将造成整个生产过程混乱，甚至引 起严重后果，所以仪器能否正常可靠地工作，将直 接影响测量结果，也将影响工作效率和仪器的信誉， 为保证仪器能长时间稳定的工作，应采取各种措施 提高仪器的可靠性。
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一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.对仪器仪表重要性的认识
英国著名科学家H. Pavy曾明确指出：
“Nothing begets good science like development of a good instrument” （发展一种好的仪器对于一门科学的贡献超过 了任何其他事情）
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；
具有对数据的存储、处理、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) 。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
1984年：我国仪器学会成立“自动测试与智能仪器专业学组”；
1986年：IMEKO(国际测量联合会)以“智能仪器”为主题召开了专门的讨 论会；
一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.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”
一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.对仪器仪表重要性的认识：测量
门捷列夫：科学是从测量开始的； 钱学森：新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术
一、从传统仪器仪表到智能仪器
同学在学习和生活中，接触、使用或
2.九类基础性测试计量仪器了解哪些仪器仪表？期中智能化如何？
几何量：长度、角度、形貌、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； 光学量：如光度计、光谱仪、色度计、激光参 数测量仪、光学传递函数测量仪等；
→灵活性强、可靠性高 数据处理 ：
→改善测量的精确度 →提供更多高质量的信息量
多功能化：一机多用
三、推动智能仪器发展的主要技术
传感器技术 A/D等新器件 高性能单片机与DSP的广泛应用 嵌入式与片上系统(SOC、SOPC) ASIC、FPGA／CPLD技术 LabVlEW等图形化软件技术 网络与通信技术 微型化技术 仪器云（并行计算）
三、推动智能仪器发展的主要技术
智能传感器
传感器和微处理器结合，产生了具有一定 数据处理能力，并能自检、自校、自补偿 的新一代传感器——智能传感器。 微电子、光电子技术发展 加工工艺 新型智能敏感材料
1988年：IFAC (国际自动控制联合会) 的理事会正式确定“智能元件及仪 器”。
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、复杂系统健康预测等，使 智能仪器的功能向更高的层次发展。
智能仪器对仪器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。
第一章 概 述
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、智能仪器的分类、基本结构与特点
4个层次、2种结构、3个特点
三、推动智能仪器发展的主要技术 四、智能仪器与人工智能关系
-----智能仪器2.0
一、从传统仪器仪表到智能仪器
1.仪器仪表定义、作用、分类
定义：仪器仪表是信息获取的手段、是认识世 界的工具，是一个系统或装置。 基本作用：延伸、扩展、补充或代替人的听觉、 视觉、触觉等器官的功能。 分类：行业、性质、特点。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器平台 精准时空信息：北斗(BDS)、GPS卫星
一、从传统仪器仪表到智能仪器
4. 三代仪器仪表 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
第四代是：？
一、从传统仪器仪表到智能仪器
5.智能仪器的概念与历史沿革
二、智能仪器的分类、基本结构与特点 1.分类 (按智能化程度和层次分类）
高级智能仪器类 模型化智能仪器类
初级智能仪器类 聪敏仪器类
兼
趋
容
势
人工智能
系统辨识 计算机、信号处理
电子、传感、测量
二 、智能仪器的分类、基本结构与特点
2.智能仪器的基本结构
两种基本类型:
微机内嵌式
微机扩展式
将单片或多片的微 处理器与仪器有机 地结合在一起形成 的仪器。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器 中国天眼：
500米口径球面射电望远镜
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器 引力波探测仪器：听到宇宙星球并合音波
LIGO激光逊干涉仪
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器平台 深海触摸：蛟龙号载人潜器
三、推动智能仪器发展的主要技术
1.传感器技术 聋哑传感器(Dumb Sensor) 智能传感器(Smart Sensor) 网络化传感器(Networked Sensor)
三、推动智能仪器发展的主要技术
聋哑传感器
传统的传感器是模拟仪器仪表时代的 产物。它的设计指导思想是把外部信 息变换成模拟电压或电流信号。功能 单一，因而被称为“聋哑传感器”。
PC总线
软件
电源
仪仪仪
仪通
器器器
器用
插 插 插 …… 插 接
件件件
件口
扩展底板或外部插件箱
PC仪器结构图
二、智能仪器的分类、基本结构与特点 工控微机机扩P展C式I
PC仪器结构图
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
3.智能仪器的特点
◆ 测量过程的程序控制（自动化）： 没有或极少人为手动操作， “以软代硬”
以个人计算机(PC) 为核心的应用扩展 型测量仪器。
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
非电量
Soc、 Sopc
输出通道
D/A
传感器
A/D
电 输入通道 量
RAM、ROM
单片机 或 DSP
人机接口
RS232 USB
打印机
基本内嵌微处理器智能仪器
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
个人计算机 总线扩展槽
一、从传统仪器仪表到智能仪器
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； 电信号测量仪器 ：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； 集成电路测试仪器: 模拟或数字集成电路测试仪。