智能仪表原理与设计
自动化仪表与控制系统的原理与应用
自动控制系统性能指标
稳定性
系统在受到扰动后能够恢复稳定状态的能力。
快速性
系统对输入信号或扰动的响应速度。
准确性
系统输出与期望输出的接近程度。
鲁棒性
系统在存在噪声、干扰或参数变化时仍能保持稳定和准确性的能力。
04
自动化仪表在工业中的应 用
石油化工行业应用
总结词
石油化工行业是自动化仪表与控制系统应用的重要领域，主要用于生产过程的监控、控制和优化。
开环控制系统
开环控制系统是一种不包含反馈环节 的控制系统，输入信号经过处理后直 接输出到执行机构。
开环控制系统的精度和稳定性受到输 入信号和执行机构的限制，一般适用 于简单的控制任务。
闭环控制系统
闭环控制系统包含反馈环节，通过比 较实际输出与期望输出的差值来调整 输入信号，以实现精确控制。
闭环控制系统具有较好的抗干扰能力 和动态响应性能，适用于复杂和精确 的控制任务。
详细描述
温度计的原理基于热电效应或热膨胀 ，通过测量物体的热状态来获得温度 值。常见的温度计有热电阻温度计、 热电偶温度计、玻璃水银温度计等。
物位计
总结词
物位计是用于测量液体或固体物料位置的仪表，广泛应用于化工、食品、制药等领域。
详细描述
物位计的原理基于浮力原理或电容原理，通过测量物料位置的变化来获得物位值。常见的物位计有浮球液位计、 磁翻板液位计、雷达物位计等。
05
控制系统的应用案例分析
炼油厂控制系统
总结词
炼油厂控制系统是自动化仪表与控制系统的重要应用之 一，通过自动化技术实现生产过程的监控和控制，提高 生产效率和安全性。
详细描述
炼油厂控制系统采用多种自动化仪表，如温度计、压力 计、流量计等，对生产过程中的各种参数进行实时监测 和记录。控制系统根据监测数据自动调整工艺参数，优 化生产过程，提高产品质量和产量。同时，炼油厂控制 系统还具备安全保护功能，能够在异常情况下及时采取 安全措施，保障生产安全。
智能仪表管理系统的设计与应用
智 能仪 表 管理 系统 的设 计 与应 用
邹芳云 ．பைடு நூலகம்杨 瑞锋
（ 杭 州 和 利 时 自动 化 有 限公 司 ， 北京 １ Ｏ Ｏ １ ７ ６ ）
摘要 ： 和 利 时智 能仪 表 管理 系统 是 基 于 设 备 集 成 技 术 对 各 种 现 场 仪 表 进 行 组 态配 置 、 故 障 诊 断 和 维 护分 析 决 策 的 通 用 工 具 。该 文 介 绍 了智 能 仪 表 管理 系统 在 国 内外 的发 展 趋 势 和 现 状 问题 ， 详 细描 述 了和 利 时 智 能 仪 表 管 理 系统 开 发 使 用 的 关 键 技 术 和 原 理 ． 以 及 阐述 该 系统 的特 点 和 优 势 ， 并将 其 成 功 应 用 于青 岛石 化 等 多个 现 场 各种 智 能仪 表 的 管 理 。
ｓ ｍ ａ ｒ ｔ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｈ ｏ ｌ ｌ ｙ ｓ ｙ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ｌ ａ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｎａ ｇ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ／ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｒ （ Ｆ Ｄ Ｔ ／ Ｄ Ｔ Ｍ） ； Ｈ Ｏ Ｌ Ｌ Ｉ Ａ Ｓ ａ ｓ ｓ ｅ ｔ ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｈ Ａ ＭＳ ）
智能仪表的构成要素
智能仪表的构成要素摘要：由于计算机、微电子和通信技术的发展，传统的仪器仪表已经被更加智能的仪表所慢慢取代。
单片机、dsp、嵌入式系统的广泛应用为智能仪表的设计提供了更多新的方案，智能仪表已经成为现代监测系统中重要的工具。
本文主要阐述了智能仪表的发展历史与现状，并对智能仪表的软硬件构成进行了简要分析。
关键词：智能仪表监测系统1、智能仪器仪表的发展和现状智能仪器是计算机技术和测控技术相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器，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，因此被称为智能仪器。
近年来，智能仪器已经开始从较为成熟的数据处理向知识处理方向发展。
智能仪器仪表在模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器信息融合、数据挖掘、知识发现、人工智能、计算智能、机件寿命预测、灾害信息辨识等方面发挥着越来越重要的作用。
自从1971年第一种微处理器出现以来，仪器仪表大致经过了模拟化、数字化、智能化和虚拟化四个发展阶段。
模拟式仪器被称为第一代，大量指针式电压表、电流表、功率表以及一些通用的测试仪器均是典型的模拟式仪器，模拟式仪器功能简单、精度低、响应速度慢。
第二代是数字式仪器，它的基本特点是将待测的模拟信号转换成数字信号进行测量，测量结果以数字形式输出显示并向外发送。
数字式万用表、数字式频率计等均是典型的数字式仪器，数字式仪器精度高、响应速度快，读书清晰、直观，测量结果可打印输出，也容易与计算机技术相结合，并且使用于遥测和遥控等远距离传输。
20世纪70年代后，随着微处理器的广泛应用，出现了完全突破传统概念的新一代仪器，即目前比较流行的智能仪器。
智能仪器仪表不仅能完成某些测量任务，还能进行各种复杂的数据运算处理，且能适应被测参数的变化，进行自动补偿，自动选择量程、自动校准、自寻故障、自动进行指标判断与分选以及进行逻辑操作、定量控制与程序控制等工作。
随着新型单片机和大规模可编程集成器件的出现，新研制生产的智能仪器仪表不断产生，并且正在逐渐取代传统的仪器仪表。
数显仪表的原理及应用知识
数显仪表的原理及应用知识1. 数显仪表的概述数显仪表是一种能够以数字形式显示各种参数的仪表。
它通过采集外部信号并经过AD转换后，将信号转换为数字形式并显示在数字显示屏上。
数显仪表广泛应用于工业控制、电子测量、自动化设备等领域。
2. 数显仪表的工作原理数显仪表的工作原理可简述为以下几个步骤： - 采集信号：数显仪表通过传感器等装置采集外部信号，如温度、压力、电压等。
- 信号调理：采集到的模拟信号需要进行调理处理，通常包括滤波、放大、补偿等。
调理后的信号能够更好地适应数显仪表的测量范围。
- AD转换：调理后的信号经过模数转换电路，将模拟信号转换为数字信号。
AD转换器通常利用门电路、比较器等进行信号的量化处理。
-数字显示：经过AD转换后的数字信号将通过数字显示驱动电路控制数字显示屏进行显示。
3. 数显仪表的应用领域数显仪表在各个行业的自动化系统中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 工业自动化控制在工业自动化控制系统中，数显仪表可用于显示和监控各种物理量，如温度、压力、流量等。
它能够实时显示参数数值，并通过数字通讯接口与PLC等设备进行通讯，实现远程监控和控制。
3.2 电力系统监测数显仪表广泛应用于电力系统监测领域，用于显示电网的电压、电流、功率因数等参数。
它可以帮助电力系统运维人员及时掌握电网运行状态，实现对电力系统的稳定运行和故障检测。
3.3 环境监测数显仪表在环境监测领域中扮演着重要角色，可以用于监测空气质量、湿度、光照强度等环境参数。
通过数显仪表的显示，人们可以直观地了解到环境的变化，并有针对性地采取措施。
3.4 实验室仪器在科学研究和实验室中，数显仪表被广泛用于显示实验数据和测量结果。
它能够以数字形式准确显示实验结果，并具备较高的精度和稳定性，为科学研究提供重要支持。
4. 数显仪表的特点数显仪表相比于传统的指针仪表具有以下几个特点：•数字显示：数显仪表通过数字显示屏直接以数字形式显示各种参数，减少了读取误差，提高了可读性。
智能仪器的设计及发展
关键词 ： 智能仪 器 ； 设计方法 ； 虚拟仪 器 中图分 类号 ： ２ ４ ＴＰ ７ 文献标识码 ： Ａ
智能仪器 的出现 ， 大地扩充 了传统仪 器 的应 用范 围。 极 智能 仪器凭借 其体积小 、 能强 、 功 功耗低等优势 ， 迅速地在家 用 电器 、 科研单位 和工业企业 中得到 了广泛 的应用 。
２ 智 能仪 器 的功能特 点
随着微 电子 技术的不断发 展 ， 以单片 机为 主体 ， 算 将计 机技术与测量控 制技术结 合在一起 ， 组成 了所谓 的“ 能化 智 测量控 制系统”也就 是智 能仪 器。与传统仪器仪表相 比 ， ， 智 能仪器具有 以下功能特点 ： １ 操 作 自动化 。仪 器 的整个测 量过程 如键盘 扫描 、 ） 量 程选择 、 开关启 动闭合、 数据 的采集 、 传输与处理 以及显示 打 印等都用单片机或微控制器来控制操作 。 实现测量过程 的全
３ 具有数据处理功能 ， 是智 能仪 器的主要优点 之一 。 ） 这 智能仪器由于采用 了单片机或微控制器 ， 使得许 多原来用硬
件逻辑难以解决 或根本无法解决 的问题 ， 现在可以用 软件非 常灵活地加 以解决。
各输入通道 的信号逐一送人程控增益放大器 ， 放大后 的信号
经 Ａ Ｄ转换器转换成相应的脉冲信号后送人单片机中； ／ 单
部 自动化 。
２ 具有 自测功 能 ， 括 自动 调零 、 ） 包 自动 故 障与 状 态检 验 、 动校准 、 诊断及量程 自动转换 等 ， 自 自 极大地方便 了仪 器
的维护。
１ 智能 仪器 的工 作原理
传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号， 经滤波去
智能桥式传感器仪表电路的设计
Ｆｕｈ ｌ Ｐ ｔ ｌ ｍ ｎｔ ｕｅ Ｆ ｓ ｕ １ ０ １ ￣ａ ｍｎ ｓ Ｕｌ ｅｒ ｅ ｏ ｕ Ｉｓｉ ｔ． ｕ ｈ ｎ １ ３ ０ ， ｏ ｇ ｔ
Ａ ｓｒ ｃ ： ｅ ｄ ｓ ｎ ｏ ｎ ｅｌ ｅ ｔｊ ｓｒ ｍ∞ ｔｃｒ ｕｔ ｔ ｉｈ—ｐ ｅ ｉ ｏ ｒ ｇ Ｙ ｅ ５ ｏ ｓ ｂ ｉｆ ｅ ｃ ｉｅ － ｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｅ ｉ ｆ ｉｔ ｌｇ ｎ ｎ ｔ ｕ ｇ ｉ ｉ ｉ ｗｉ ｈ ｇ ｃ ｓ ｈ ｒｃｓ ｎ ｂ ｉ ｅ ｔ Ｐ 目 ｒ ｉ ｒｅ ｙ ｄ ｓ ｒ ｄ ｉ ｄ ｌ ｂ Ｔｈ ｅｔ ￣ｗｅ ｐ ｌ ｉｃ ｉ Ｉ ｗｅ＂ ｒ ｖｄ ｇ ｃ ｒ ｔ ｔｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｆｓｍ ｍｅ ｒ ａ ｆｌ ｗ ｙ ｅ ｒ ｖ ｌ ｇ ｒ ｌ ｒｓ ｐｙ ｃｒ ｕｔ ｕ ｓ ｌ ｌｐ ｏ ｉｉ ｏ ｔ ａ ｅ ｎ ｓ ｎ ｅ ｅ ａ ｕ ｅａ ｄｏ ｙ ｔ ｃ ｌ ｏ ｏ ｔ ｐ ｍ ｏ ｔ ｅ ｅａｓ ｉ ｉ ｌ ｉ ｆ ａ ａ ｏｎ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｒ ｌｔｄ ｗｏ ｋ ｎ ｒ ｃｐｅ ｎ ｏ ｒｂ ｅ ａ ｕ ｅ ｆｓ ｅ ｉｌｃ ｎ ｉｅ ａ ｉｎ ａ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ Ｓ Ｆｅ ｐ ａ ｔ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｅａ ｅ ｒ ｉ ｐ ｉ ｉ ｌｓａ ｄ ｓ ｍｅ ｐ ｌｍｓ ｉ ｓ ｄ ｏ Ｄ ｃ ｏ ｓｄ ｒ ｔ ｒ ｉ ｓｅ ｏｆ ｒ ｃｉ ｄ ｇ ｎ ｏ ａ ｏ ｃ ｔ ｃ ｍｅ ￣ ｅ ｎ ｒｉｉｇ ｐ ｅ ｓ ｎ ａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔｎ ｉｔ ｒ ａ ｃ ｒ ｌ ｒ ｐ ｓ ｄ ｓ ａ ｎ ｒ ｃ ｉ ｎ ｒ ｖ ｎ ｇ ｄｓｕ ｂ ｎ ｅａ ｅ ａ ｏ ｐ ｏ ｏ ｅ ． ｏ ｓ ｉ ｏ ｉ ｓ
殊考虑 的 问题 ， 出 了较 为新颖 的工桥 电源 电路 和对 称跟踪 式稳 压 电源 电路， 出 了提 高精 度防止 络 提
仪表放大器的设计
目录一、绪言 (7)二、电路设计 (8)设计要求 (8)设计方案 (8)1、电路原理 (8)2、主要器件选择 (9)3、电路仿真 (10)三、电路焊接 (13)四、电路调试 (14)1、仪表放大电路的调试 (14)2、误差分析 (15)五、心得体会 (18)六、参考文献 (19)绪言智能仪表仪器通过传感器输入的信号;一般都具有“小”信号的特征：信号幅度很小毫伏甚至微伏量级;且常常伴随有较大的噪声..对于这样的信号;电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大..放大的最主要目的不是增益;而是提高电路的信噪比；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好;动态范围越宽越好..仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围..本文从仪表放大器电路的结构、原理出发;设计出仪表放大器电路实现方案;通过分析;为以后进行电子电路实验提供一定的参考..在同组成员张帅威、张智越的共同努力下;大家集思广益;深入探讨了实验过程中可能出现的各种问题;然后分工负责个部分的工作;我和张帅威负责前期的电路设计和器件的采购;后期的焊接由张智越完成;最后的调试由我们三个人共同完成..本报告在做实验以及其他同学提出的富有建设性意见的基础上由我编写;报告中难免会有不足或疏漏之处;还望大家指正为谢第一章电路设计一、设计要求1、电路放大倍数>3000倍2、输入电阻>3000kΩ3、输出电阻＜300Ω二、设计方案1、电路原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示..它主要由两级差分放大器电路构成..其中;运放A1;A2为同相差分输入方式;同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗;减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大;而对共模输入信号只起跟随作用;使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比即共模抑制比CMRR 得到提高..这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中;在CMRR要求不变情况下;可明显降低对电阻R3和R4;RF和R5的精度匹配要求;从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力..在R1=R2;R3=R4;Rf=R5的条件下;图1电路的增益为：G=1+2R1／RgRf／R3..由公式可见;电路增益的调节可以通过改变Rg 阻值实现..2、主要器件选择1运放OP07OP07芯片是一种低噪声;非斩波稳零的双极性双电源供电运算放大器集成电路..由于OP07具有非常低的输入失调电压对OP07A最大为25μV;所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施..OP07同时具有输入偏置电流低OP07A为±2nA和开环增益高对于OP07A为300V/mV的特点;这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等面..（2）OP07特点：A.超低偏移：150μV最大..B.低输入偏置电流： 1.8nA ..C.低失调电压漂移：0.5μV/℃; 超稳定..D.时间：2μV/month..E.最大高电源电压范围：±3V至±22V..3OP07芯片引脚功能说明：1和8为偏置平衡调零端;2为反向输入端;3为正向输入端4接地;5空脚 6为输出;图2 OP07管脚图7接电源“+”;如图2..3、电路仿真1电路图的绘制根据所查资料用multisim11.0画出如图3所示电路图..图32参数确定A. 所设计的电路满足电路放大倍数>3000倍;如图4图4Av=220.793/0.1*1.414>3000 即满足设计要求1..B.所设计的电路满足输入电阻>3兆欧原理：由二分之一分压法在输入端串联一个3兆欧的电阻;如图5图5由实验结果可知3兆欧的电阻分压为1.995uv;即原先电路输入电阻分的电压比较多;所以满足要求2..C.所设计的电路满足输出电阻<300欧;如图6图63元器件的采购根据上述的仿真结果;所设计的电路满足以上要求;最终确定的元器件见下表项目型号数量备注电阻10千欧 4第二章电路焊接1、电路板布局1元器件的布局原则：元器件之间的间距不能太小;另外使元器件的布局尽量美观..另外;应该考虑实际的走线情况..2走线原则：A.导线最好不要裸漏;以免发生短路..B.导线走线在安全的前提下;应尽量保证美观..C.注意OP07的管脚、电解电容的正负极的问题..2、电路焊接原则：焊接的过程中;在原先布局的基础上;应能够保证焊接牢固;按照所设计的电路图焊接电路板..特别要注意的地方是不用电络铁的时候不要长时间使其通电;否则会降低电络铁的寿命;此外;也要掌握焊接的技巧..最终得到的电路板如图7、图8所示图7 图8第三章电路的调试1、仪表放大电路的调试图9根据调试所得的结果;放大倍数和仿真的结果即理论值之间存在一定的误差;此外输入电阻和输出电阻的测量就现有的仪器来看;还存在无法解决的问题;比如函数发生器不能够提供很微小的信号;再测量很微小的量实验室的仪器的精度不够高..所以导致实际的误差有点大;最后测出的结果只能作为参考..为了解决这一问题;特借用了其他实验室的设备;测得的结果如下：仪用放大器的放大倍数:实际的函数发生器输入信号有0.1mv;用交流毫伏表测得输入信号的有效值为0.038mv;如图9的输出波形基本无失真的情况;由交流毫伏表测得输出信号的有效值为115mv..则放大倍数为3026倍;与理论值3146有较小的偏差;基本满足要求..输入电阻以及输出电阻的测量：采用之前的二分之一分压法;所测得的结果基本与要求一致;输入电阻远大于3000千欧;输出电阻也比300欧小得多..2、误差分析1仪器误差在实验室的仪器年代久远;又没有很好的维护;导致有些仪器的内部产生变化;当我们在不同的时间测量同样的量时;也会有不同的变化;比如实验室里的毫伏表;示波器;函数发生器;实验箱都存在一定的误差;给我们测量带来了很大的干扰;函数发生器输出的最小信号是0.9mv;不满足微小信号的条件;还有毫伏表测量的时候数值不稳定;函数发生器内部也存在很大的内阻;此外;示波器的维护也不够;很多示波器的精确度不够高;并且没有好的参照标准..总之;仪器带给我们调试工作的挑战异常艰巨..2电路误差A、共模抑制一个理想的仪表放大器将放大其反相和同相输入端之间的差分电压;而不受同时加在两个输入端的任何直流电压的影响..因而;出现在两个输入端的任何直流电压将被仪表放大器所抑制..这种直流或共模成分存在于许多应用之中..事实上;消除这种共模成分正是仪表放大器在实际应用中的主要作用..B、交流和直流共模抑制直流共模抑制欠佳会在输出端造成直流失调..如果说这个误差还可通过校准解决;那么交流信号共模抑制不良则是个非常棘手的问题..例如;如果输入电路被交流电中50Hz或60Hz信号所干扰;那么会在输出端出现交流失调电压..这种电压的存在将导致系统分辨率下降..只有在最高信号频率远低于50Hz或60Hz的应用中;才可通过滤波解决此问题..C、噪声失调电压和偏置电流最终会在输出端导致失调误差;而噪声源则会降低电路的分辨率..多数放大器中都存在两种噪声源;即电压噪声和电流噪声..正如失调电压和偏置电流一样;这些噪声源对分辨率的影响程度也因应用而异..D、增益误差集成仪表放大器的增益误差由两部分组成;即内部增益误差以及因外部增益设置电阻的公差导致的误差..尽管使用高精度外部增益电阻可防止总增益精度下降;但将成本浪费在精度远远高于仪表放大器精度的外部电阻上并无多大意义..同时;使用标准值电阻时;一般很难精确获得所需增益..第四章心得体会通过全组人的努力;我们从最初的茫然到现在的略知一二;这其中离不开小组成员的不离不弃;仿真、采购、焊接、调试、焊接、调试……;由于一系列因素的干扰;使得我们的进程异常的缓慢;个中原因包括我们的失误、焊接的不仔细、实验室器材的老化……;最终还是在我们的坚持和老师的帮助下;我们的设计结果也只是差强人意..在做本次的课程设计中;我们也试着总结了以下几点：1注意关键元器件的选取;比如对于我们的电路;要注意使运放A1;A2的特性尽可能一致；选用电阻时;应该使用低温度系数的电阻;以获得尽可能低的漂移；对R3;R4;R5和R6的选择应尽可能匹配..2要注意在电路中增加各种抗干扰措施;比如在电源的引入端增加电源退耦电容;在信号输入端增加RC低通滤波或在运放A1;A2的反馈回路增加高频消噪电容..3在焊接之前;我们应该确定好整个电路板的布局以及走线;不要等焊到半途再来考虑..4我们应该高度注意运放的管脚问题、门限电压的大小、电解电容的正负方向的问题..总之;本次实验的收获还是挺多的;我们学会了怎样正确的去调试电路;怎样去分析问题;怎样的去解决忽然而至的问题;我相信这将是以后我实践的一笔巨大的财富..第五章参考文献1、《仪表放大器电路设计》崔利平2、百度百科OP07的中文资料3、《电子线路设计·实验·测试第三版》谢自美4、《仪表放大器应用中的误差与误差预算分析》Eamon Nash。
仪表放大器电路分析
仪表放大器电路设计与比较智能仪表仪器通过传感器输入的信号，一般都具有“小”信号的特征：信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。
对于这样的信号，电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。
放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。
仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。
下面从仪表放大器电路的结构、原理出发，设计出四种仪表放大器电路实现方案，通过分析、比较，给出每一种电路方案的特点，为学生进行电子电路实验提供一定的参考。
1．仪表放大器电路的构成及原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，RF和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R1／Rg)(Rf／R3)。
由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。
2．仪表放大器电路设计1）仪表放大器电路实现方案目前，仪表放大器电路的实现方法主要分为两大类：第一类由分立元件组合而成；另一类由单片集成芯片直接实现。
根据现有元器件，文中分别以单运放LM741和OP07，集成四运放LM324和单片集成芯片AD620为核心，设计出四种仪表放大器电路方案。
方案1：由3个通用型运放LM741组成三运放仪表放大器电路形式，辅以相关的电阻外围电路，加上A1，A2同相输入端的桥式信号输入电路，如图2所示。
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智能仪表原理与设计
智能仪表，是指通过内置的计算机和传感器技术，实现数据采集、处理与展示等功能的仪表设备。
智能仪表的原理与设计涉及多个方面，包括硬件设计、软件开发和数据处理等。
在硬件设计方面，智能仪表的核心是使用了嵌入式系统，包括一块主控芯片、存储器、显示屏和各种传感器。
主控芯片负责处理和分析传感器采集到的数据，存储器用于存储数据和程序，显示屏用于展示测量结果和其他相关信息，传感器用于采集外部环境的数据。
为了满足不同的应用需求，智能仪表可以根据需要增加扩展接口，如串口、以太网等。
在软件开发方面，智能仪表的设计需要编写嵌入式软件来控制主控芯片的运行，并实现数据采集、处理和展示的功能。
首先，需要编写传感器的驱动程序，以实现对传感器的数据采集和控制。
其次，需要编写数据处理算法来对采集到的数据进行处理和分析。
最后，需要编写界面程序，将处理后的数据以图形界面的形式展示给用户。
数据处理是智能仪表设计中非常重要的一个环节。
通过采集和处理传感器数据，智能仪表可以实时监测和分析不同参数的变化，从而提供给用户实用的测量结果和监控信息。
在数据处理过程中，还可以应用一些算法和模型，如神经网络、模糊控制等，以提高智能仪表的性能和精度。
总之，智能仪表的原理与设计涉及硬件设计、软件开发和数据处理等多个方面。
通过合理的硬件配置和软件编程，智能仪表
可以实现高效、准确地采集、处理和展示各类参数数据，为用户提供便捷的测量和监控功能。