第10章_智能仪器与自动测量技术(电子测量技术课件)
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电子测量技术与仪器25页PPT
电子测量技术与仪器
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
《现代电子测量技术》幻灯片PPT
RS-232C串行接口总线的通信距离不大于15m；传送速 率最大为20Kb/s；负逻辑关系〔电平“1〞：－15V～－5V； 电平“0〞：+5V～+15V〕。
由于TTL电平的“1〞和“0〞分别为3.4V和0.4V，因此 采用RS-232C总线进展串行通信时需外接电平转换电路。在 发送端用驱动器将TTL电平转换成RS-232C电平，在接收端 用接收器将RS-232C电平再转换成TTL电平。
⑤ STD总线产品在国际上有近千种，各种工业控制 所需的功能模板几乎应有尽有，这为用户应用STD总线产 品设计工业控制系统提供了极大的方便。
⑥ STD的开发软件STD-DOS是由STD总线的硬件和MSDOS固化操作系统组成的开发系统。该系统可以与IBMPC/XT/AT及其兼容机的各种机型组成STD总线产品应用软 件的开发环境。用户可以在PC上利用其丰富的软、硬件 资源，开发目标系统的应用软件。
① 16条数据线。即DI0～DI7和DO0～DO7。 ② 24条地址线。即A0～A23。 ③ 8条状态线。这8条状态线都是用小写字母s开头的， 用于说明总线周期的类型。 ④ 5条控制输出线。这5条控制输出线都是用小写字母 p开头的，用于总线周期的定时和数据选通。这5条控制输 出线是：pSYNC、pSTVAL、pDBIN、pWR和pHLDA。
第9章 现代电子测量技术
〔2〕STD总线标准
清华大学出版社
STD总线定义了八位微处理器的总线标准，可 以容纳各种通用八位微处理器。
STD总线标准对模板的尺寸、总线连接器和引 脚分配、信号定义和电气标准等都做了规定，还规 定了读/写时序和持续时间等参数。
STD总线共56根引线，按功能可分为5组：
① 逻辑电源线，6根，引脚1～6；
电子测量与仪器的培训课程(PPT 227页)_
原式 13.44 20.38 4.6 38.42 38.4
2）
603.21 0.32 4.011 603 0.32 原式 48.1 48 4.01
第2章
信号源
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课程目录
内容提要
＊本章主要介绍了信号源在电子测量中的作用、组成原理和 种类 。
＊本章内容主要有：●正弦信号源的性能指标及基本原理；
低频信号发生器，频率范围为1Hz～1MHz；
视频信号发生器，频率范围为20Hz～10MHz； 高频信号发生器，频率范围为100KHz～30MHz； 甚高频信号发生器，频率在30MHz～300MHz； 超高频信号发生器，频率在300MHz以上。
3、示值（X）：被测量的量值。
读数：从仪器刻度盘、显示器等读数装置上直接读来的数字。 例：用一电流表测量某电流值，量程选择10mA档。刻度盘指示如下图所 示：
0 8 10
其读数为：8； 示值为：8mA
4、标称值：被测量上标示的数值。 例：电阻器的色环标示其阻值；
二、测量误差的表示方法 测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。 1．绝对误差
3）等于5时，取偶数，则当末位是偶数，末位不变；末位是奇数， 在末位增1。 例1：将下列数据舍入保留三位有效数字： 16.43 →16.4 (0.03<0.1/2=0.05,舍去) 16.46 →16.5 (0.06>0.1/2=0.05,舍去且往前位增1) 16.35 →16.4 (0.05=0.1/2,3为奇数，舍去且往前位增1) 16.45 →16.4 (0.05=0.1/2,4为偶数，舍去) 16.4501 →16.5(0.0501>0.1/2=0.05,舍去且往前位增1) 38050 →3.8010
电子测量技术与仪器ppt课件
电子测量技术与仪器ppt 课件
高频电子技术 电视、调频广播 雷达、导航、气象
• 2.1.3
信号发生器的一般组成
电子测量技术与仪器ppt 课件
• 信号发生器的一般组成框图如图2.2所示，主要由振荡器、变换器、 输出电路、电源、指示器五部分组成。
振荡器
变换器
输出电路
输出
电源
指示器
• 图2.2 信号发生器的一般组成框图
电子测量技术与仪器ppt 课件
• （3）频率稳定度 • 信号发生器的频率稳定度是指在一定时间内仪器输出频率准确度的变 化，它表示了信号源维持工作于某一恒定频率的能力。信号发生器的 频率稳定度是由振荡器的频率稳定度来保证的。频率稳定度可分为短 期频率稳定度和长期频率稳定度。
• 2．输出特性 • （1）输出形式
电子测量技术与仪器ppt 课件
被 测 设 备
输出 响应
测 试 仪
图2.1 信号发生器的用途
电子测量技术与仪器ppt 课件
• 一般来说，信号发生器的用途主要有以下三个方面：
• 1.用作激励源 • 2.用作信号仿真 • 3.用作校准源
• 2.1.2
• •
信号发生器的分类
信号发生器一般可分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。专用信号发 生器是为某种特殊用途而设计生产的仪器，能提供特殊的测量信号，如电视信 号发生器、调频信号发生器等。 通用信号发生器根据其工作频率的不同，可分为超低频、低频、视频、高频、 甚高频、超高频几大类。信号发生器的工作频率范围见表2.1。
电子测量技术与 仪器
电子测量技术与仪器ppt 课件
高等职业教育“十二五”规划教材（电子信息 类）
电子测量技术与仪器
电
电子测量技术讲解课件
电子测量仪器分类
电子测量仪器可以分为模拟式仪器和数字式仪器两大类，模拟式仪器包括示波 器、信号发生器、频率计等，数字式仪器包括数字示波器、逻辑分析仪等。
仪器选择
在选择电子测量仪器时，需要根据测量需求和预算进行综合考虑，选择适合的 仪器类型和规格。
电子测量技术的标准与规范
标准
电子测量技术的标准包括国际标准、国 家标准和行业标准等，这些标准规定了 电子测量技术的术语、符号、方法、精 度等级等方面的要求。
数字示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器，具有高分辨 率、低噪声、高采样率等特点。它广泛应用于电子测量、通信
、计算机等领域。
自动测试系统
自动测试系统概述
自动测试系统是一种集成了计算机技术、测试仪器和测试软件的系统，用于自动完成各 种测试任务。它具有高效、高精度、自动化等特点。
自动测试系统的组成
自动测试系统通常由测试硬件和测试软件两部分组成。测试硬件包括各种测试仪器和夹 具等；测试软件根据测试需求进行定制，包括测试程序、数据库和用户界面等。
网络分析仪
网络分析仪用于测量通信网络的性能，如阻抗、增益、群延迟和脉 冲响应等参数，以确保通信系统的稳定性和可靠性。
在电力电子系统中的应用
1 2
功率分析仪
电子测量技术可用于测量电力电子设备的功率、 效率、电压和电流等参数，以评估设备的性能和 能效。
示波器
示波器用于测量电力电子设备中的电压和电流波 形，以分析设备的运行状态和故障原因。
详细描述
频率测量使用频率计或示波器等设备，通过 测量信号周期和波形重复的时间来计算频率 。时间测量则使用计时器或时间间隔分析仪 等设备，以高精度测量时间间隔或脉冲宽度 等参数。频率与时间测量在通信、雷达、导
电子测量仪器可以分为模拟式仪器和数字式仪器两大类，模拟式仪器包括示波 器、信号发生器、频率计等，数字式仪器包括数字示波器、逻辑分析仪等。
仪器选择
在选择电子测量仪器时，需要根据测量需求和预算进行综合考虑，选择适合的 仪器类型和规格。
电子测量技术的标准与规范
标准
电子测量技术的标准包括国际标准、国 家标准和行业标准等，这些标准规定了 电子测量技术的术语、符号、方法、精 度等级等方面的要求。
数字示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器，具有高分辨 率、低噪声、高采样率等特点。它广泛应用于电子测量、通信
、计算机等领域。
自动测试系统
自动测试系统概述
自动测试系统是一种集成了计算机技术、测试仪器和测试软件的系统，用于自动完成各 种测试任务。它具有高效、高精度、自动化等特点。
自动测试系统的组成
自动测试系统通常由测试硬件和测试软件两部分组成。测试硬件包括各种测试仪器和夹 具等；测试软件根据测试需求进行定制，包括测试程序、数据库和用户界面等。
网络分析仪
网络分析仪用于测量通信网络的性能，如阻抗、增益、群延迟和脉 冲响应等参数，以确保通信系统的稳定性和可靠性。
在电力电子系统中的应用
1 2
功率分析仪
电子测量技术可用于测量电力电子设备的功率、 效率、电压和电流等参数，以评估设备的性能和 能效。
示波器
示波器用于测量电力电子设备中的电压和电流波 形，以分析设备的运行状态和故障原因。
详细描述
频率测量使用频率计或示波器等设备，通过 测量信号周期和波形重复的时间来计算频率 。时间测量则使用计时器或时间间隔分析仪 等设备，以高精度测量时间间隔或脉冲宽度 等参数。频率与时间测量在通信、雷达、导
电子测量与智能仪器——总复习
Rx
R3
则 RX=RS
G
RS为标准电阻箱可调 可读
步骤：1.调R3，使 G=0，R3不动；
2.调RS，使 G=0，RX=RS
R1
R2
E 图2.16 替代法测电阻
3. 交换法（对照法）
第一次平衡： WXl1=W1l2 第二次平衡： WXl2=W2L1
WXl1×WXl2=W1l2× W2l1
wx w1w21 2w1w2
1 误差传递公式
③ 电路参数的测量（阻抗、品质因数、电子器件 的参数等）；
④ 导出量的测量（增益、失真度、调幅度等）；
⑤ 特性曲线的显示（幅频特性、相频特性及器件 的参数等）。
误差的概念与表示方法 误差就是测量值（或称测得值、测值）与真值
之差，可用下式表示 误差=测量值-真值
注意：真值是一个理想概念，真值虽然是客观存在 的，但却又难以获得。
电子测量与智能仪器
总复习
电子测量的内容与特点
1、电子测量的内容
电子测量是以电子技术理论为依据，以 电子测量仪器和设备为手段，以电量和非 电量为测量对象的测量过程。
电子测量的内容包括：
① 电能量的测量（各种频率和波形的电压、电流、 电功率等）；
② 电信号特性的测量（信号波形、频率、相位、噪 声及逻辑状态等）；
e 22
)2
Φ（xi）与xi的曲线如图所示：
Φ（xi）
Φ（ui）
0
Ex
xi
1 σ1<σ2<σ3
2
3
0
ui
2.3 粗大误差
一、定义 在一定条件下，测量值显著偏离其实际值所对应的
误差。
产生原因：主要是表现为读数错误、测量方法错误、仪 器有缺陷、电磁干扰及电压跳动等。
智能仪器课件
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
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) 。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
2、八类测试计量仪器 ■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 ▲光学参数：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。 ▲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。
同学在学习和生活中，接触、使用或了解哪些仪器仪表？
★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 ★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。 ★集成电路测试仪器:
软件
插件
接口
插件
仪器插件
电源
PC总线
GPIB总线
扩展底板或外部插件箱
…
PC 机
USB 设备
个人仪器结构图
普通台式PCI
工控机PCI
笔记本PCI
微机扩展式
◆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 ： 数字滤波、随机误、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度 相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息 ◆多功能化 ：一机多用(智能化电力需求分析仪)
自动测试的技术ppt课件
第2章 智能仪器基本系统的设计
2.2 存贮系统的扩展设计 存贮系统的扩展设计就是要按仪器的功能、规模
要求为单片机配接适当的片外存贮器。设计时要根据 单片机的性能，对所需扩展的存贮器的容量，工作速 度和负载能力等进行必要的估算，然后按实际需要选 择存贮器标准器件， 再按单片机寻址空间的分配要求 设计地址译码电路， 完成对扩展存贮系统的总体设计。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第 自2动章测试智技能术仪器基本系统的设计
第2章
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计 与SRAM相比，DRAM具有集成度高、功耗低、价格
低等优点，但因为其需要刷新电路，与CPU进行联接时比 SRAM复杂。
静态RAM虽然集成度低、功耗高、但由于和CPU的接 口电路简单，在单片机系统中被广泛采用。SRAM在单片 机系统中主要用作数据存储器，常见的芯片有6116、6264、 628128等。
表2-9 常用存贮器芯片的特性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计
存储器的主要参数
存储器的主要性能参数有三个，即存储容量、存取周期和功 耗。
（1）存储容量。存储器是由许多存储单元组成，每个存储 单元又由若干存储元组成，每个存储元存放1位二进制代码。 存储容量是表示存储器存放信息量的指标。存储容量越大， 所能存储的信息就越多。一个存储器芯片的容量常用有多少 个存储单元以及每个存储单元可存放多少位二进制数来表示。 例如，某存储器芯片有1024个单元，每个存储单元可存放4 位二进制数，则常以1024×4表示该存储器芯片的容量。容 量的单位用K表示，1K即表示1024（210）个存储单元，这 样，上述存储器芯片的容量便可记作1K×4。在单片机系统 中，存取数据时常以字节（Byte）为单位，一个字节规定由 8个二进制位组成，因此，单片机中的数据存储器一般情况 下每个单元都是由8个存储元组成，表示存储器容量时更常 见的是KB。
2.2 存贮系统的扩展设计 存贮系统的扩展设计就是要按仪器的功能、规模
要求为单片机配接适当的片外存贮器。设计时要根据 单片机的性能，对所需扩展的存贮器的容量，工作速 度和负载能力等进行必要的估算，然后按实际需要选 择存贮器标准器件， 再按单片机寻址空间的分配要求 设计地址译码电路， 完成对扩展存贮系统的总体设计。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第 自2动章测试智技能术仪器基本系统的设计
第2章
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计 与SRAM相比，DRAM具有集成度高、功耗低、价格
低等优点，但因为其需要刷新电路，与CPU进行联接时比 SRAM复杂。
静态RAM虽然集成度低、功耗高、但由于和CPU的接 口电路简单，在单片机系统中被广泛采用。SRAM在单片 机系统中主要用作数据存储器，常见的芯片有6116、6264、 628128等。
表2-9 常用存贮器芯片的特性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
第2章 智能仪器基本系统的设计
存储器的主要参数
存储器的主要性能参数有三个，即存储容量、存取周期和功 耗。
（1）存储容量。存储器是由许多存储单元组成，每个存储 单元又由若干存储元组成，每个存储元存放1位二进制代码。 存储容量是表示存储器存放信息量的指标。存储容量越大， 所能存储的信息就越多。一个存储器芯片的容量常用有多少 个存储单元以及每个存储单元可存放多少位二进制数来表示。 例如，某存储器芯片有1024个单元，每个存储单元可存放4 位二进制数，则常以1024×4表示该存储器芯片的容量。容 量的单位用K表示，1K即表示1024（210）个存储单元，这 样，上述存储器芯片的容量便可记作1K×4。在单片机系统 中，存取数据时常以字节（Byte）为单位，一个字节规定由 8个二进制位组成，因此，单片机中的数据存储器一般情况 下每个单元都是由8个存储元组成，表示存储器容量时更常 见的是KB。
传感器与检测技术第十章智能传感技术PPT课件
XYXY0 a1
YXY0 YRY0
XR
10-16
式中 YX—被测目标参量X为输
入量时的输出值；
YR—标准值XR为输入量 时的输出值；
Y0—零点标准值X0为输入 量时的输出值.
图10-12 检测系统自校准原理框图
9
第10章 智能传感技术 三噪声抑制技术 如果信号的频谱和噪声的频谱不重合,则可 用滤波器消除噪声；当信号和噪声频带重合或噪 声的幅值比信号大时就需要采用其他的噪声抑制 方法,如相关技术、平均技术等来消除噪声.
30
第10章 智能传感技术
图10-48 基于IEEE1451.2的 网络传感器结构
31
第10章 智能传感技术
其中STIM由符合标准的变送器自身带有内部信息包 括制造商、数据代码、序列号、使用的极限、未定量及 校准系数等组成.当电源接通时,这些数据可提供给NCAP 及系统其他部分.当NCAP读入一个STIM中TEDS数据时 ,NCAP可知道这个STIM的通信速度、通道数及每个通道 上变送器的数据格式,并知道所测物理量的单位及怎样将 所得到的原始数据转换为国际标准单位.
21
第10章 智能传感技术
§10-3 网络传感器
一、网络传感器及其特点 网络传感器是指在现场级就实现了TCP/IP协议这里 ,TCP/IP协议是一个相对广泛的概念,还包括UDP、HTTP 、SMTP、POP3等协议的传感器,这种传感器使得现场 测控数据能就近登临网络,在网络所能及的范围内实时 发布和共享.
22
第10章 智能传感技术
网络传感器就是采用标准的网络协议,同时采用模块 化结构将传感器和网络技术有机地结合在一起的智能传 感器.它是测控网中的一个独立节点,其敏感元件输出的模 拟信号经A/D转换及数据处理后,能由网络处理装置根据 程序的设定和网络协议封装成数据帧,并加上目的地址,通 过网络接口传输到网络上.反之,网络处理器又能接收网络 上其他节点传给自己的数据和命令,实现对本节点的操作. 网络传感器的基本结构如图10-46所示.
电子测量课件
2.计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如 单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量 监督管理、测量方法及其手段的研究等。
第17页 2021/6/17
1．2 计量的基本概念
1.2.1 计量的定义和意义
• 3.计量与测量的关系
为了保证测量结果的准确性， 测量发展的客观需要才出现
必须定期对仪器进行检定和校 了计量。
准，这个过程就是计量。
测量是计量应用的重要途径。
计量的任务是确定测量结果 的可靠性。
没有测量，计量将失去价值
计量是测量的基础和依据。
没有计量，也谈不上测量。
计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥 重要作用。
第18页 2021/6/17
1．2 计量的基本概念
热力学温度 开【尔文】 K
发光强度 坎【德拉】 cd
物质的量 摩【尔】 mol
1．2 计量的基本概念
1．2．3 基准
➢ 基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各 种量具的精度，不直接参加测量。
一级基准，又称主基准和国家基准
➢ 用来复现和保存的计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高精确度的 计量器具，经国家鉴定并批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。 一个国家只有一个。
9. 安捷伦公司中国网站 内容有电子测量仪器产品说明、中文手册及参考资料。
10. 福禄克公司中国网站 内容有电子测量仪器产品说明、中文手册、交流园地。
11. NI公司中国网站 内容有产品说明，技术资料下载，使用手册。
第五部分 频域/数据域测量，首先介绍扫频仪与逻辑分析仪 的相关概念、结构及典型应用。
第六部分 非电量测量，非电量测量基本工作原理及传感器 分类、典型应用。
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1．2 计量的基本概念
1.2.1 计量的定义和意义
• 3.计量与测量的关系
为了保证测量结果的准确性， 测量发展的客观需要才出现
必须定期对仪器进行检定和校 了计量。
准，这个过程就是计量。
测量是计量应用的重要途径。
计量的任务是确定测量结果 的可靠性。
没有测量，计量将失去价值
计量是测量的基础和依据。
没有计量，也谈不上测量。
计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥 重要作用。
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1．2 计量的基本概念
热力学温度 开【尔文】 K
发光强度 坎【德拉】 cd
物质的量 摩【尔】 mol
1．2 计量的基本概念
1．2．3 基准
➢ 基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各 种量具的精度，不直接参加测量。
一级基准，又称主基准和国家基准
➢ 用来复现和保存的计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高精确度的 计量器具，经国家鉴定并批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。 一个国家只有一个。
9. 安捷伦公司中国网站 内容有电子测量仪器产品说明、中文手册及参考资料。
10. 福禄克公司中国网站 内容有电子测量仪器产品说明、中文手册、交流园地。
11. NI公司中国网站 内容有产品说明，技术资料下载，使用手册。
第五部分 频域/数据域测量，首先介绍扫频仪与逻辑分析仪 的相关概念、结构及典型应用。
第六部分 非电量测量，非电量测量基本工作原理及传感器 分类、典型应用。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第10章 智能仪器与自动测量技术 3. PC基仪器阶段 进入 20 世纪 80 年代，计算机特别是个人计算机得到了
广泛的普及与应用。在电子测量领域，计算机与仪器之间
的相互关系也在发生改变。在早期的自动测量系统中，仪 器占据主要位置，而计算机系统起辅助作用； 而到了GPIB
仪器和 VXI 仪器阶段，计算机系统越来越占据着重要和主
第10章 智能仪器与自动测量技术 2． 智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，
它由硬件和软件两大部分组成。
1） 智能仪器的硬件部分主要包括 CPU 、存储器、内 部总线、各种I/O接口、通信接口、人机接口（键盘、 开关、按钮、显示器）等，如图10.1所示。
第10章 智能仪器与自动测量技术
CPU BUS 存储器
N IN ® SAT T IO R U N M A bu EL s N
应应用软件 用软件
TS
VXI 仪 器 VXI 仪器
图10.8 虚拟仪器的硬件架构
第10章 智能仪器与自动测量技术 在PC计算机上挂接若干DAQ功能模块，配合相应 的软件，就可以构成一台具有若干功能的PC仪器，如
要地位。基于这种趋势，出现了“计算机即是仪器”的测 试仪器新概念，诞生了个人仪器和虚拟仪器。 个人仪器以个人计算机为核心，辅以仪器电路板和扩 展箱，与个人计算机内部总线相连， 在应用软件的控制下， 共同完成测试测量任务。
第10章 智能仪器与自动测量技术
10.2
10.2.1 智能仪器是计算机技术与电子测量仪器紧密结合 的产物，是内含微型计算机或微处理器, 能够按照预定 的程序进行一系列测量测试的测量仪器，并具有对测 量数据进行存储、运算、分析判断、接口输出及自动
一个与不同类型硬件相连的公共接口。
第10章 智能仪器与自动测量技术
10.4
10.4.1 1. 虚拟仪器（简称 VI）是电子测量技术与计算机技 术更加紧密结合产生的一种新仪器模式，是指以通用 计算机作为核心硬件平台，配以相应的硬件模块作为
信号输入/输出接口，利用仪器软件开发平台在计算机
的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能，通过鼠标 或键盘交互式操作完成相应测试测量任务的仪器。
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应用软件 件ns源自S 1C 1X 0 0I M SC A X IN I F
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DAQ DAQ 产品 产品 串口仪器 串 口仪器 工业过程 工业过程 GPIB 仪器 GPIB 仪 器 测试单元 测试 单元
不仅硬件进行标准化，而且软件也进行标准化。软件 的可维护性与可扩充性好，这也是VXI总线优于其他总线， 得到迅速发展的一个重要因素。
第10章 智能仪器与自动测量技术 （6） 适应性、灵活性强，兼容性好。 有B、C、D三种规格的机箱和A、B、C、D四种规
格的模块供用户选择； 支持8位、16位、24位和32位的
统功能的三要素。
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仪器功能
接口功能
总线 接口消息 仪器消息
接口功能
仪器功能
图10.5 GPIB接口消息和仪器消息
第10章 智能仪器与自动测量技术 2. VXI 主要特点：
（1） 测试仪器模块化。
VXI 系统的全部器件都采用插件式结构，插入以 VME总线作为机箱主板总线的机箱内，插件和供插入 插件的主机架尺寸满足严格的要求。 VXI 总线仪器主 机架结构图如图10.6所示。
第10章 智能仪器与自动测量技术
第10章 智能仪器与自动测量技术
10.1 智能仪器与自动测量技术的发展历史
10.2 智能仪器与个人仪器 10.3 自动测试系统
10.4 虚拟仪器
10.5 网络化仪器与远程测控技术 思考题10
第10章 智能仪器与自动测量技术
10.1 智能仪器与自动测量技术的发展历史
1.单机及专用系统阶段 20 世纪 70 年代，随着微电子技术的发展和微处理 器的普及，以及计算机技术与电子测量技术的结合， 出现了以微处理器为基础的智能仪器。它具有键盘操 作、数字显示、数据存储与简单运算等功能，可实现
线，但具有更高的吞吐率，控制器也做成插卡挂接在
主板总线上进行总线上的各种活动的调度和控制，基 本总线数据传输速率为40 Mb/s，远远高于其他测试系
统总线的数据传输速率。
（3） 系统可靠性高，可维修性好。 用 VXI 总线组建的系统结构紧凑、体积小、重量 轻，简化了连接和控制关系，有利于提高系统的可靠 性和可维修性。
数据传输。系统组建者可根据需要选择不同厂家、不同 种类的器件进行组合，灵活方便地组建适应性极强的自
动测试系统。为了充分利用资源，VXI总线开发了与其
他总线系统连接和转换的模块，这使得VXI总线系统具 有巨大的包容性，可与任何总线系统的仪器或系统联合 工作。VXI系统是计算机控制下的一种自动测试系统。 图10.7 是选用C型主机架的HP75000 VXl仪器系统 示意图。
接口管理 控制线 数据挂钩 联络线 数据总线
通 用 接 口 总 线
…
用户编程
DUT
硬拷贝
图10.4 GPIB标准接口总线系统结构与连接
第10章 智能仪器与自动测量技术 如图10.5所示，在一个GPIB标准接口总线系统中， 要进行有效的通信联络，至少有“讲者”、“听者”、
“控者”三类仪器设备，控者、讲者、听者被称为系
第10章 智能仪器与自动测量技术 10.4.2 虚拟仪器的架构 1. 虚拟仪器的硬件构成
拟仪器的硬件架构如图10.8所示。数据的采集通过
输入/ 输出接口设备来完成。输入/ 输出接口设备可以 是以各种PC为基础的内置数据采集插卡、通用接口总 线（GPIB）卡、串口、VXI或PXI总线接口模块等设备， 或者是其他各种可编程的外置测试设备，分别构成 DAQ 、 GPIB 、 VXI 、 PXI 等标准体系结构的虚拟仪器， 其中最常见的是数据采集（DAQ）卡。
第10章 智能仪器与自动测量技术
指 令 模 块 VXI总线主机架
功 率 表
数 字 多 用 表
函 数 发 生 器
计 数 器
数 字 变 换 器
RF 开 关
模 拟 开 关
模 拟 矩 阵 开 关
数字 设备
用 户 定 做 模 板
其他VXI系统 GPIB仪器
软面板
GPIB
与DUT 之间的信号
被测件 (DUT)
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1 2 层印制电路板 电源
P1 连接器
上导轨
P 2 连接器
风扇
下导轨
C 尺寸插件 B 尺寸 插件 冷气孔 B 尺寸 插件 运送器
冷空气
托架
图10.6 VXI总线仪器主机架结构图
第10章 智能仪器与自动测量技术 （2） 具有32位数据总线，数据传输速率高。 主板总线在功能上相当于连接独立仪器的 GPIB 总
自动测量，如智能化DVM、智能化RLC测量仪、智能
化电子计数器、智能化半导体测试仪等。
第10章 智能仪器与自动测量技术 2. 进入 20 世纪 70 年代末期，标准化的通用接口总线 出现了，因而可利用 GPIB 、 VXI 等仪器系统总线将一 台计算机和若干台电子测量仪器连接在一起，组成自 动测试系统。在这种自动测试系统中，各设备都用标 起来。 在这些仪器总线中，最具代表性的是 GPIB总线和 VXI总线。GPIB总线于1972年由美国惠普公司（HP， Agilent 公司的前身）推出，后为美国电气与电子工程 师学会（IEEE）及国际电工委员会（IEC）接受，又称 IEEE-488总线。
公司的前身）推出，后为美国电气与电子工程师学会 （IEEE）及国际电工委员会（IEC）接纳，又称IEEE-
488总线。 GPIB总线结构与连接如图10.4所示。
第10章 智能仪器与自动测量技术
IFC ATN EOI REN SRQ DAV NRFD NDAC DIO1 DIO8 接口部分 控/讲/听者 (计算机) 接口部分 听/讲者 (测量仪器 ) 接口部分 听 者 (信号源) 接口部分 听 者 (记录仪) 仪器装置接口 仪器装置本身
第10章 智能仪器与自动测量技术 （4） 测试软件： 为了完成系统测试任务而编制 的、在控制器上运行的各种应用软件，如测试主程序、
驱动程序、数据处理程序，以及输入/输出软件等。
（5） 被测对象： 随测试任务的不同，被测对象 往往是千差万别的，由操作人员通过测试电缆，接插
件、开关等与程控仪器和设备相连。
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采集与控制 采集与控制 仪器硬件 仪器硬件
SC X S1C I1 -S 1 C 4 1 X 0 S 0I0 1 X 111 C 4 S 0I1 X 40 C 1 IX 4
PC PC 或 或 工作站 工作站
Te m
p
er aFt luor we C
分析与表达 分析与表达应用软
第10章 智能仪器与自动测量技术 （4） 电磁兼容性好。 在VXI总线的设计和标准的制定中，充分考虑了系统 的供电、冷却系统和电磁兼容性能，以及底板上信号的传 输延迟及同步等，对每项指标都有严格的标准，全部VXI 总线集中在高质量、多层印制电路板内，这就保证了VXI 总线系统的高精度及运行的稳定性和可靠性； 而且频带宽， 现已有从直流到微波的各种仪器模块。 （5） 通用性强，标准化程度高。
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GPIB总线
GPIB 接口 计算机
GPIB 接口 频率合成器
GPIB 接口 DMM
GPIB 接口 频率计
GPIB 接口 打印机
被测器件
图10.3 典型的GPIB自动测试系统
第10章 智能仪器与自动测量技术 10.3.2 1. GPIB总线