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智能仪器常见故障与调试
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智能仪器常见故障与调试
关注微信公众号诸多“仪器问题”待解
【】欧盟是世界第一大经济体，也是中国第一大贸易伙伴，欧盟深陷债务危机，不仅对仪器仪表行业，对我国各行各业影响都是比较大的;第二是房地产，目前楼市的低迷也对我国经济产生了一定的影响;除此之外，我国基础建设投资的放缓、稳健的货币政策、内需不足等都对我们仪器仪表行业造成一定的压力。”红旗仪表有限公司销售副总李平叶对当前形势作了如是分析。
　　吴幼华坦言：“我国产业在高端技术上与国际上仍然存在相当大的差距。在国家重大项目上依赖进口产品相当严重。说明我国仪器仪表发展仍有很大空间。尤其在工业信息化，装备智能化，物联网社会化方面要下大力气追赶国际一流水平。这也是我国仪器仪表行业正面临产业、产品结构拐点的开始。”事实上，中国仪器仪表工业在外资大举进入和进口激增的严峻形势下，机遇与挑战并存。目前，我国仪器仪表产业也面临一些瓶颈，如产品的技术水平和工程应用水平，核心部件的自主研发、高端产品的性能追求等，这些与国外技术的差距成为急需解决的问题。
　　现实的情况是，国内仪器仪表行业与国外仍有巨大的差距，比如关键核心技术匮乏，低水平重复，产品的稳定性及可靠性得不到根本的解决，在高端精密仪器上仍严重依赖进口，大量进口对产业发展造成不利影响，而其中仪器仪表的低水平重复生产尤为突出。这就客观上造成了以中低档产品为主、产能过大、近年扩张过快的企业所面临的困难较大，急需进行企业管理与产品结构的转型升级。
　　一直以来，我国产业主要集中于中低端产品，在高端、尖端产品领域还比较薄弱，与国外有较大差距。
　　但令人欣慰的是，目前中国仪器仪表企业不仅局限于中低档产品为主领域的发展，行业中的领军企业已有能力在某些高技术领域取得突破进展和垄断的局面。一方面充分发挥行业比较优势，巩固和扩大在一般产品领域的地位和成果;另一方面，在科学仪器和测试控制高技术领域取得突破，缩小差距是本国企业的发展途径。
　　我国智能仪表研制已经经过了30多年的发展历程，尽管还处于发展中阶段，但是已经开始向高级阶段迈进，部分产品也达到了国际先进水平。这突出的表现在我国近年来智能仪表技术领域取得的一系列成果。高档产品领域如集装箱检测设备、质谱仪、多光谱遥测等;智能仪表相关国际标准方面，如用于工厂自动化的以太网EPA现场总线和用于过程自动化的WIA-PA无线网络两项标准等。
　　事实上，我国智能仪表技术与国外先进技术的差距主要表现在产品的技术水平和产品的工程应用技术上。我国我国智能仪表的核心部件多采用国外产品或技术，自主研发实力薄弱，集成能力落后，在高可靠性、高性能、高实用性方面的差距比较大。而实际工程应用的时间相对较短、应用范围不广和对应用技术重视不够，针对各行各业产品的具体应用技术与国外有更大的差距。
　　然而，随着信息化、工业化进程的加快，微电子技术、精密机械技术、特种加工技术、集成技术、纳米技术等高科技发展迅猛，相应地对仪器仪表的制作和设计产生了更高的要求，也激发了行业的技术研发动力，使遥感距离更远、更方便、更稳定、无污染、更低廉等成为仪器仪表的必备条件。智能仪器仪表技术差距正在逐渐缩小。
　　未来，中国智能仪表行业要想取得进一步的发展和突破，迫切需要解决的关键问题是：提高创新能力、提高智能仪表的产业化运作能力、重视产品的工程应用技术、不断提高产品档次。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。智能仪器设计基础；实习总结；院系：电气与信息工程学院；班级：测控09-2班姓名：张福生学号：20091；第一章绪论；1.1智能仪器概述；智能仪器的定义：智能仪器是含有微型计算机或者微型；随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、；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；（2）具有自测功能，包括自动调零、自动故障与状态；（3）具
智能仪器设计基础 实习总结
电气与信息工程学院
测控09-2班
1.1 智能仪器概述 智能仪器的定义：智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、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。 1.2 智能仪器的结构和特点 随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，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，实现测量过程的全部自动化。
（2）具有自测功能，包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。这种自测试可以在仪器启动时运行，同时也可在仪器工作中运行，极大地方便了仪器的维护。
（3）具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优点之一。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。例如，传统的数字万用表只能测量电阻、交直流电压、电流等，而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量，而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求极值、统计分析等复杂的数据处理功能，不仅使用户从繁重的数据处理中解放出来，也有效地提高了仪器的测量精度。
（4）具有友好的人机对话能力。智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员，使仪器的操作更加方便直观。
（5）具有可程控操作能力。一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485等标准的通信接口，可以很方便地与PC机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。 1.3 发展概况 80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过IEEE―488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。
90年代，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计；DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。
近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字PID和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。 1.4 发展趋势 （1）微型化
微型智能仪器指微电子技术、微机械技术、信息技术等综合应用于仪器的生产中，从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它能够完成信号的采集、线性化处理、数字信号处理，控制信号的输出、放大、与其他仪器的接口、与人的交互等功能。微型智能仪器随着微电子机械技术的不断发展，其技术不断成熟，价格不断降低，因此其应用领域也将不断扩大。它不但具有传统仪器的功能，而且能在自动化技术、航天、军事、生物技术、医疗领域起到独特的作用。例如，目前要同时测量一个病人的几个不同的参量，并进行某些参量的控制，通常病人的体内要插进几个管子，这增加了病人感染的机会，微型智能仪器能同时测量多参数，而且体积小，可植入人体，使得这些问题得到解决。
（2）多功能
多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点。例如，为了设计速度较快和结构较复杂的数字系统，仪器生产厂家制造了具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器。这种多功能的综合型产品不但在性能上（如准确度）比专用脉冲发生器和频率合成器高，而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。
（3）人工智能化
人工智能是计算机应用的一个崭新领域，利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断、专家系统、推理证明等各方面 。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能，即代替人的一部分脑力劳动，从而在视觉（图形及色彩辨读）、听觉（语音识别及语言领悟）、思维（推理、判断、学习与联想）等方面具有一定的能力。这样，智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。显然，人工智能在现代仪器仪表中的应用，使我们不仅可以解决用传统方法很难解决的一类问题，而且可望解决用传统方法根本不能解决的问题。
（4）网络化
融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的Internet接入。伴随着网络技术的飞速发展，Internet技术正在逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透，实现智能仪器仪表系统基于Internet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级、功能重置和系统维护。
在系统编程技术（In-System Programming，简称ISP技术）是对软件进行修改、组态或重组的一种最新技术。它是LATTICE半导体公司首先提出的一种使我们在产品设计、制造过程中的每个环节，甚至在产品卖给最终用户以后，具有对其器件、电路板或整个电子系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的最新技术。ISP技术消除了传统技术的某些限制和连接弊病，有利于在板设计、制造与编程。ISP硬件灵活且易于软件修改，便于设计开发。由于ISP器件可以像任何其他器件一样，在印刷电路板（PCB）上处理，因此编程ISP器件不需要专门编程器和较复杂的流程，只要通过PC机，嵌入式系统处理器甚至INTERNET远程网进行编程。EMIT嵌入式微型因特网互联技术是emWare公司创立ETI（eXtend the Internet）扩展Internet联盟时提出的，它是一种将单片机等嵌入式设备接入Internet的技术。利用该技术，能够将8位和16位单片机系统接入Internet，实现基于Internet的远程数据采集、智能控制、上传/下载数据文件等功能。 （5）虚拟仪器室智能仪器的发展的新禁断
测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和数据显示等三大部分组成的。在虚拟现实系统中，数据分析和显示完全用PC机的软件来完成。因此，只要额外提供一定的数据采集硬件，就可以与PC机组成测量仪器。这种基于PC机的测量仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中，使用同一个硬件系统，只要应用不同的软件编程，就可得到功能完全不同的测量仪器。可见，软件系统是虚拟仪器的核心，“软件就是仪器”。
传统的智能仪器主要在仪器技术中用了某种计算机技术控制工程网版权所有，而虚拟仪器则强调在通用的计算机技术中吸收仪器技术。作为虚拟仪器核心的软件系统具有通用性、通俗性、可视性、可扩展性和升级性，能为用户带来极大的利益，因此，具有传统的智能仪器所无法比拟的应用前景和市场。
智能仪器中的微处理器
2.1 智能仪器中微处理器的选择
在智能仪器中，单片机是核心，因此在硬件设计是应首先考虑单片机的选择。然后再确定与之配套的外围芯片。在选择单片机时，要考虑的因素有字长、寻址能力、指令功能、执行速度、中断能力以及市场对该种单片机的软、硬件支持状态等。当前市场中单片机的种类和型号很多，有8位、16位、以及32位的；有输入\\输出功能强大、输入\\输出引脚多的；其内含ROM和RAM各不相同，有扩展方便的，有不能扩展的；有带片内A\\D转换器，有不带片内A\\D转换器的。因此要结合系统I\\O通道数，选择合适的单片机型号，使其既满足测控对象的要求，又不浪费资源。 2.2 单片机 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）， 单片机芯片，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片位控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 2.3 实习过程中单片机的应用 在完达山乳业有限公司的实习过程中，我对于单片机的控制功能有了更深一步的了解和掌握，在对原奶高温杀毒的过程中温度必须是适宜的，对温度的控制就是应用了单片机的控制功能，先是编出一套完整的控制程序，将其输入单片机然后连接设备和控制机，这样就很轻松的对原奶加工时的温度控制的相当好。这也让我更熟练的掌握了单片机这一功能。 三亿文库包含各类专业文献、中学教育、高等教育、行业资料、各类资格考试、文学作品欣赏、应用写作文书、生活休闲娱乐、12智能仪器课程总结等内容。　
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