智能仪表

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常见问题解答

北京亚控科技发展有限公司

2009年7月

目录

1. 导电仪表系列 (1)

1.1 组态王与导电SR93仪表通讯失败,请问软件设置上有什么注意事项? (1)

1.2 我使用组态王与导电SR93仪表通信,为什么PV测量值和E-SV设定值都不能通过组态王进行设置? (1)

1.3 我使导电FP23仪表,请问组态王如何控制设定每一段的段参数? (1)

1.4 仪表上显示的数值为14.4而组态王画面上显示的数值为144,如何处理? (1)

1.5 使用岛电MR13仪表与组态王通讯,对于仪表中的读写参数,无法实现写操作,为什么? (1)

1.6 使用岛电仪表与组态王通讯,可以使用Shimaden Standard Protocol标准协议通讯的仪表型号有哪些? (1)

1.7 使用岛电MR13具有三通道的仪表与组态王通讯,在组态中如何定义才能得到三个通道的PV测量值? (2)

1.8 岛电仪表使用Shimaden Standard Protocol标准协议与组态王通讯,仪表中应注意哪些参数设置? (2)

1.9 岛电仪表使用Shimaden Standard Protocol标准协议与组态王通讯,如何得到一个正确的浮点数? (2)

2. 欧陆仪表系列 (2)

2.1 组态王软件目前都支持欧陆什么型号的仪表通讯? (2)

2.2 为什么在组态王中定义欧陆590地址(10-15)时报错,提示地址不存在? (3)

2.3 欧陆590的两个通讯口:PORT1和PORT2口,为什么组态王采用RS422方式与PORT2口通讯正常而与PORT1口通讯失败? (3)

3. 横河仪表系列 (3)

3.1 横河系列仪表如何与组态王进行通讯? (3)

4. 摩尔表系列 (3)

4.1 组态王中摩尔表的寄存器地址与仪表实际操作的参数地址的对应关系? (3)

5. 上润仪表系列 (3)

5.1 我使用的上润仪表全系列驱动如何确认实时测量值与组态王哪些寄存器相对应? (3)

5.2 组态王设备向导中智能仪表\上润(虹润、昌辉)\全系列仪表对应的驱动中,*RD、*PA寄存器和RD、PA寄存器有什么区别? (4)

5.3 使用研华的RS-485/232有源转换器(D4520),实现组态王与上润仪表通讯时,应注意哪些设置? (4)

5.4 上润wp智能流量积算控制仪与组态王通讯,组态王中显示的瞬时流量与仪表的实际数值不相同,为什么? (4)

5.5 上润WP智能PID显示调节控制仪与组态王通讯,其动态参数-控制输出值如何实现以百分比形式显示? (4)

5.6 上润仪表与组态王通讯,对于仪表中的读写参数,无法实现写操作,为什么? (4)

5.7 组态王设备向导中智能仪表\上润(虹润、昌辉)\全系列仪表对应的驱动,支持哪种类型的仪表? (4)

5.8 使用上润智能交流电压-电流数控仪与组态王通讯,仪表的动态数据与组态王寄存器地址是如何定义的? (5)

6. ABB系列 (6)

6.1 我使用的ABB AC-800 PLC,请问如何和组态王来进行通信? (6)

6.2 ABB电力上使用的继电保护装置设备的串口为SPABUS协议,组态王是否支持和其通讯? (6)

7. 欧姆龙仪表系列 (6)

7.1 请问组态王软件支持与那些OMRON仪表的连接? (6)

7.2 请问组态王软件与OMRON仪表的连接有什么注意事项? (6)

1. 导电仪表系列

1.1组态王与导电SR93仪表通讯失败,请问软件设置上有什么注意事项?

对于导电的SR93仪表,组态王要求在仪表自身的设置参数中,应该将BCC设为1,通讯控制码设为stx,这样才能实现与组态王的通讯。

1.2我使用组态王与导电SR93仪表通信,为什么PV测量值和E-SV设定值都不能通过组态王进行设置?

对于导电的SR93仪表,PV测量值和E-SV设定值都是只读的,并补允许组态王直接对其进行写操作。

1.3我使导电FP23仪表,请问组态王如何控制设定每一段的段参数?

组态王的驱动程序中提供了两个寄存器:STPNO和TPSV其中STPNO用来控制段号,TPSV用来设定段的值。用户只要通过组态王软件该先给STPNO寄存器设定段号,然后修改TPSV的值,即可实现段参数的修改。

1.4仪表上显示的数值为14.4而组态王画面上显示的数值为144,如何处理?

出现此问题是仪表协议本身不处理小数点的缘故,在组态王定义变量时将变量的最大原始值设置为最大值的10倍(如变量的最小值/最大值设置为0~100000000,那么变量的最小原始值/最大原始值应设置为0~1000000000即可);变量类型为 IO实型;模拟值输出的动画连接对话框中输出格式的小数位数取1到2位小数位即可。

1.5使用岛电MR13仪表与组态王通讯,对于仪表中的读写参数,无法实现写操作,为什么?

对于岛电所有型号的仪表,在组态王中要想对参数进行赋值,必须将仪表中Operation(通讯状态)置1,此参数对应仪表中的数据地址是018C(即通过组态王把寄存器 Data018C 置1)。

1.6使用岛电仪表与组态王通讯,可以使用Shimaden Standard Protocol标准协议通讯的仪表型号有哪些?

1)SR90系列:如SR91、SR92、SR93、SR94等;

2)SR80系列:这种类型的设备实际中应用的比较少;

3)SR23系列:如SR23等;

4)FP23、FP93、SR253、SD16、MR13等型号的单表(非系列);

5)岛电仪表在和上位机通讯时,如果协议是采用:寄存器+数据地址的形式来通讯,一般来讲都可以使用Shimaden Standard Protocol标准协议与组态王通讯。在组态王设备向导中选择:智能仪表-->岛电表-->Shimaden standard protocol-->com

另:具体是否为标准协议也可以向岛电表在国内的销售商北京希曼顿公司确认。

1.7使用岛电MR13具有三通道的仪表与组态王通讯,在组态中如何定义才能得到三个通道的PV测量值?

1)组态王设备向导中选择智能仪表-->岛电表-->Shimaden standard protocol-->com;

2)由硬件厂家提供的MR13仪表通讯数据地址表得知:参数PV测量值所在的数据地址是:0100,由于要读取三个通道的PV值,所以在组态王需要定义三个变量,寄存器地址设置分别为Muldate100.1(第一通道PV值)、Muldate100.2(第二通道PV值)、Muldate100.3(第三通道PV值)。

1.8岛电仪表使用Shimaden Standard Protocol标准协议与组态王通讯,仪表中应注意哪些参数设置?

1)将仪表中的字符串控制符格式设置为:1、STX_ETX_CR;

2)将仪表中的BCC块校验方式设置为:1、Add(求和);

1.9岛电仪表使用Shimaden Standard Protocol标准协议与组态王通讯,如何得到一个正确的浮点数?

由于仪表本身不传输小数点,所以在组态王定义变量时,可通过设置变量的最大原始值为最大值得相应倍数来实现。

如:一个温度点的实际值是27.5,但在组态王中显示27.0,在变量定义时变量的最大原始值为最大值的10倍,变量类型设置为 IO实型,数据类型设置为short即可。

2. 欧陆仪表系列

2.1组态王软件目前都支持欧陆什么型号的仪表通讯?

组态王软件除了对国内市场常用到的2000、2200、2400等系列的欧陆仪表进行了单独的驱动程序开发外,还提供了modbus协议与欧陆仪表连接。所以组态王软件目前基

本上可以支持所有型号的仪表。如果用户在组态王的设备列表中找不到你选型的欧陆仪表,可以考虑使用使用modbus协议进行通讯(要求用户在定购仪表时购买支持modbus 的通讯模块)

2.2为什么在组态王中定义欧陆590地址(10-15)时报错,提示地址不存在?

地址格式为是以十进制的ASCII码,不是16进制的ASCII码例如,10的格式应是0X31,0X30,不是0X30,0X41。

2.3欧陆590的两个通讯口:PORT1和PORT2口,为什么组态王采用RS422方式与PORT2口通讯正常而与PORT1口通讯失败?

PORT2口不带隔离。PORT1口为带隔离的口。如果用户希望采用PORT1口进行通讯,需要在串行通讯模块的RX+和RX-上接一个120欧姆左右的电阻。

3. 横河仪表系列

3.1横河系列仪表如何与组态王进行通讯?

横河系列仪表除了支持日本横河公司的专用通讯协议外还支持标准的MODBUS协议,用户只有设置横河仪表为MODBUS协议,就可以在组态王中定义设备时选择PLC-->莫迪康-->MODBUS RTU进行通讯。具体参数请参看横河公司提供的MODBUS协议的寄存器分配。

4. 摩尔表系列

4.1组态王中摩尔表的寄存器地址与仪表实际操作的参数地址的对应关系?

在仪表的实际参数地址的基础之上加1,即为组态王的寄存器地址。

5. 上润仪表系列

5.1我使用的上润仪表全系列驱动如何确认实时测量值与组态王哪些寄存器相对应?

组态王的寄存器对应与上润的仪表的对应对不同的仪表是不一样的,对于具体的上润仪表,请向厂家索取此仪表的最新协议对照表来确定具体的对照关系。

5.2组态王设备向导中智能仪表\上润(虹润、昌辉)\全系列仪表对应的驱动中,*RD、*PA 寄存器和RD、PA寄存器有什么区别?

寄存器“*RD”和“*PA”的功能和用法同寄存器“RD”和“PA”,区别在于寄存器“*RD”和“*PA”的FLOAT类数据支持新协议标准(IEEE-754标准),而寄存器“RD”和“PA”支持旧协议,具体哪些仪表使用新协议哪些仪表使用旧协议,请咨询硬件厂家。

5.3使用研华的RS-485/232有源转换器(D4520),实现组态王与上润仪表通讯时,应注意哪些设置?

请将仪表的波特率设置成57600,而且仪表地址请避开3、6、7等数字,否则容易出现校验码出错的故障。

5.4上润wp智能流量积算控制仪与组态王通讯,组态王中显示的瞬时流量与仪表的实际数值不相同,为什么?

在组态王采集上来的瞬时流量值与实际仪表的数值不相同的话,请乘以3600 或相应的系数即可。其原因是,通讯上来的瞬时流量均以秒作为时间单位,而仪表实际运行中,可能是小时作为单位的,其间相差 3600倍。

5.5上润WP智能PID显示调节控制仪与组态王通讯,其动态参数-控制输出值如何实现以百分比形式显示?

WP智能PID显示调节控制仪的动态参数 --- 控制输出值,是四个字节的浮点数,组态王采集上来的数据除以 255,所得即为仪表输出的百分比。

5.6上润仪表与组态王通讯,对于仪表中的读写参数,无法实现写操作,为什么?

解决此问题的方法是:在组态王中将仪表参数中的CLK(参数锁定)参数值设置成8即可。

5.7组态王设备向导中智能仪表\上润(虹润、昌辉)\全系列仪表对应的驱动,支持哪种类型的仪表?

设备通讯协议为wp仪表通用协议的设备与组态王通讯时,都可以使用智能仪表\上润(虹润、昌辉)\全系列仪表驱动。

5.8使用上润智能交流电压-电流数控仪与组态王通讯,仪表的动态数据与组态王寄存器地址是如何定义的?

以上润仪表为例,厂家提供的参数地址表如下:

序号参数名称长度+地址小数点属性

001 系统内部小数点0 1000 0 S

002 系统内部小数点1 1001 0 S

003 系统内部小数点2 1002 0 S

004 系统内部小数点3 1003 0 S

005 系统内部小数点4 1004 0 S

006 EEPROM被修改标志 1005 0 DW

007 实时数据 2006 8 D

008 小数点 1008 0 D

009 第一报警状态 1009 0 D

010 第二报警状态 100A 0 D

.

.

.

016 CLK:参数锁定 1010 0 RW

017 AL1:第一报警设置值 2011 22 RW

018 AL2:第二报警设置值 2013 22 RW

......等

1)参数地址由两部分组成:参数长度 + 地址,第一位表示该参数的字节长度,而后三位是参数地址,如 1008 表示长度为1,地址为0008且使用十六进制表示;

2)参数地址表中的头5个参数都是虚拟的参数,仪表中并不存在,所以在组态王中使用RD寄存器读取动态数据时(属性值:D或DW),寄存器RD(0)应从006编号的参数(一般是 EEPROM修改标志)开始,组态王寄存器地址=参数表地址-5。即:RD0对应参数表中“EEPROM被修改标志”、RD1对应参数表中“实时数据”、RD3对应实时数据的小数点等,在组态王中依次往下设置即可。

3)当在组态王中使用PA寄存器读取静态数据时(属性值:RW),组态王寄存器地

址=参数表地址,即:PA10对应参数表中的“CLK:参数锁定”、PA11对应参数表中的“AL1:第一报警设定值”等。

6. ABB系列

6.1我使用的ABB AC-800 PLC,请问如何和组态王来进行通信?

对于ABB的PLC,ABB厂家提供有其设备的OPC server通信程序,用户可以向ABB厂家购买这些程序,这样组态王通过OPC就可以和ABB AC-800 PLC进行通信。

另外,ABB的PLC提供了标注的modbus通信协议,用户可以直接使用组态王的modbus通信协议与其通信,注意关于modbus通信协议的支持与否和相应的寄存器配置请联系ABB厂家咨询。

6.2ABB电力上使用的继电保护装置设备的串口为SPABUS协议,组态王是否支持和其通讯?

组态王电力版软件针对SPABUS通用协议专门开发了其驱动程序,请在组态王中定义设备选择:智能仪表-->ABB->SPABUS-->串口即可

7. 欧姆龙仪表系列

7.1请问组态王软件支持与那些OMRON仪表的连接?

目前组态王开发的OMRON的仪表包括OmronE5AK,OmronE5CN两种型号。

7.2请问组态王软件与OMRON仪表的连接有什么注意事项?

OMRON仪表的接线方式为RS485/232/422 ,注意系统要求在连接线的终端需要连接一个120欧的电阻。

浅谈智能仪表的前景和特点

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6012513697.html, 浅谈智能仪表的前景和特点 作者:闫森 来源:《中国科技博览》2015年第24期 [摘要]智能仪器仪表技术是一门集电子技术、单片机技术、自动化仪表、自动控制技术、计算机应用等于一体的跨学科的专业技术。随着微电子和计算机技术的快速发展,智能测量与控制仪表的发展,在不同的总线和网络相关的产业前景和百老汇显示,越来越成为一个重要的问题,最关注的行业和专业人士。因此,知识和理解的智能仪表的特点、发展趋势和应用前景是非常重要和必要的。 [关键词]智能仪表;前景;特点;数控自动化 中图分类号:TP216 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0301-01 微电子技术和计算机技术的发展,引发了仪器结构的根本改变以单片机为主体,将计算机与检测技术,形成了新一代“智能仪表在测量过程自动化,测量数据的处理,和功能的多样性与常规测量电路的传统方法相比,有了很大的进步。传统仪器不能轻易或智能电表不仅可以解决需要解决的问题,它还简化了硬件电路,提高了仪器的可靠性更容易实现高精度的目标,高性能和多功能。随着科学技术的发展,智能仪器的程度越高。智能仪表不仅能完成各种物理量显示在发送输出,继电器控制输出,如通信、数据的多功能。近年来,智能测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上出现了各种各样的智能测量控制仪表,如智能化的自动压差补偿节流式流量计,开展智能温度控制仪表程序,对各种复杂的智能调节器的数字PID控制法,以及用于光谱分析和智能气相色谱数据处理。 一.智能仪表的特点 1.1 测量数据的存储和处理,是智能测试系统的主要优点。比较数据的分析和处理传统的测试系统,为实时处理和测量结果修正智能测试系统软件,不仅使人们从繁重的手工数据处理操作,大大提高了精度,而且信号数字滤波器的采集,时域和频域分析,以获取更多的信息。此外,由于采用单片机或微控制器的智能仪表,使许多原来的硬件逻辑难以解决或无法使用的软件解决方案,在一个非常灵活的方式解决问题。 1.2 对测量过程的控制和数据处理功能的软件的智能化仪器,这使得它可以一机多用。智能电力需求分析应用于电力系统,例如,不仅可以测量不同功率,功率,电源电压,电流,功率因数,频率,也可以预设电源计划,并结合自动测量,打印,警告和许多其他功能。 1.3 测量过程是在软件的控制下,系统CPU的指挥下,按照软件程序,常数值处理,各种转换,逻辑,驱动执行机构完成一个特定的动作,使系统工作按一定的顺序。例如:键盘扫描和测量范围的选择,开关闭合,数据采集,传输和处理,以及显示和打印或是单片微控制器控

检测技术与自动化装置

method 线性系统理论Linear system theory 362秋 机器人控制与自主系统Robotic contr ol and autono mous system 543春 计算机控制理论与应用Computer con trol system th eory and its application 543春 自动测试理论Automatic me asurement the ory 543春 运筹学Operation res earch 543秋 系统工程理论与应用System engin eering theory and its appli cations 543春 复杂系统建模与仿真Modeling and simulation o f complex sy stems 543秋 非 学位课现代控制理论 专题 Special topic of modern co ntrol theory 362 鲁棒控制系统Robust contro l systems 362春 最优控制Optimal contr ol 362春 自适应控制Adaptive Con trol 362春

最优估计与系统辨识Optimal estim ate and syste m identificati on 362春 过程控制Process contr ol 362秋 非线性控制系统Nonlinear con trol systems 362春 离散事件动态系统Discrete event dynamic syst ems 362春 PETRI网Petri net362秋 人工智能原理及应用Artificial intel ligence theory and its appli cations 362春 智能化方法与技术Intelligent me thod and tech nology 362 模糊理论与应用Fuzzy theory and applicatio ns 362春 模糊逻辑控制系统Fuzzy logic c ontrol system 362春 人工神经网络Artificial neur al network 362秋 遗传算法与进化算法Genetic and e volutional alg orithm 362春 实时控制系统Real-time con trol systems 362秋 机器人视觉Robotic visio362春

智能仪表论文智能仪表的温度控制系统

智能仪表的温度控制系统 摘要:随着总线智能仪表技术的不断发展,智能化数字仪表功能和应用日益广泛。本系统是基于CPLD和A T89S52单片机设计采用专家PID控制的总线型温度控制系统。系统具有稳定度高、精度高和抗干扰能力强的优点,并且可以在工业生产过程中进行实时监控,具有将监控数据远程传输给控制终端的能力。应用实践证明,系统各方面均较为完善,具有很好的应用意义和市场价值。 关键词:温度控制;CPLD;PID控制;智能模糊算法 1 温控系统现状 智能仪表中的微处理器具有一定的数据存储和处理能力,在软件的配合下,智能仪表功能可以大大增强,用于温度测量的温度传感器如热电偶、热电阻,因其温度与热电势(或电阻)的关系是非常复杂的曲线关系,因此寻求合适的温度与热电势(或电阻)的关系式,以应用于温度测量及计算,是决定智能仪表温度测量精度高低的关键。 随着现代科学技术的迅速发展及工业控制中自动化要求的提高,对现场检测控制仪表的智能化程度的要求也越来越高,并且要求仪表具备较强的远距离通信的功能,智能仪表逐渐向数字化、网络化和智能化方向发展。在现代工业生产作业中,温度控制是各种工业生产过程中的重要因素。尤其是在钢铁、食品、化工、冶炼等行业的生产过程中,更加需要严密的温度控制系统。而且在这样的系统中通常是需要监测和控制多个温度参数并且需要将数据远程传输到控制终端。在以往的温度控制系统中,通常有以下的不足和缺陷:系统精确度不够,只能检测单个温度参数;温度控制仪表中检测使用电压较低,不能直接应用于控制的对象系统。基于以上的考虑,在设计系统的过程中增加了相应的功能,以便提高系统对整体效率和性能。系统采用AT89S52为核心控制器,利用A\D转换器和模糊智能算法实现四路温度监测和控制功能,并能通过远程通信传输到控制终端。 2 系统设计 系统主要组成模块:AT89S52 单片机、CPLD、信号输入、信号输出以及串口通信,如图1 所示。单片机电路:采集键盘的输入信号、串行端口的传输信号、液晶屏幕的显示信号、过零检测信号处理。CPLD模块:产生PWM控制信号,利用PWM输出的控制信号来控制加热器件的工作状态。功率控制电路模块:采用可控硅输出光耦的耦合形式,利用关断与导通的时间比值作为参数调节器件的功率。芯片采用MOC3081,是零触发双向可控硅模式芯片。这种设计方式可以减少后续功能器件对前端器件模块稳定性的影响。

智能仪器的发展趋势与前景之欧阳学文创作

西安理工大学 欧阳学文 研究生课程论文/研究报告 课程名称:智能仪器 课程代号:030416 任课教师:赵怀军 论文/研究报告题目:智能仪器的研究现状与发展趋势 完成日期:2016年7 月19日 学科:仪器仪表工程 学号: 姓名: 成绩: 目录 1.研究现状2 1.1智能仪器的历史沿革4 2.发展趋势5

2.1智能仪器的组成5 2.2智能仪器的发展趋势6 (1)微型化7 (2)多功能化7 (3)人工智能化8 (4)融合ISP和EMIT技术8 (5)网络化9 (6)虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段9 2.3智能仪器与数据采集系统的发展趋势10 (1)独立式智能仪器及自动测试系统10 (2)个人仪器与VXI仪器系统11 3.总结12 4.主要参考文献13 1.研究现状

测试仪器是实现测试的基本工具。测试仪器发展至今,主要经历了四个阶段: (1)模拟仪器 早期的模拟仪器是基于物理定律产生的,如安培表、伏特表等。这种仪器的共同特征是带有表盘和机械表针,靠人读取被测量,因而误差大,精度低。到20世纪50年代,随着电子技术的兴起,出现了电子仪器仪表,如电子示波器、信号发生器等。 (2)数字仪器 数字仪器是将对模拟信号的测量转化为对数字信号的测量,并以数字形式显示和输出测量结果,如数字电压表、数字电流表等。 (3)智能仪器 智能仪器是将微处理器置入数字仪器中,实现数据存储、数据处理、逻辑判断、仪器自检等功能。[10]含有微计算机或微处理器的测量仪器,由于拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动操作等功能,有着一定的智能作用,因而被称为智能仪器。智能仪器是计算机技术向测量仪器移植的产物。近年来,随着迅猛发展的微计算机和微电子等技术渗透到测量和仪器领域,智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展,其概念内涵日益延拓。 (4)虚拟仪器 现代科学技术的飞速发展,高度自动化的工业化大生产迫切需要功能更强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器。计算机总线技术、软件技术及相关技术的发展,使

智能检测技术及仪表习题参考答案

智能检测技术及仪表习题答案 1.1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差? 被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ,称为绝对误差(Δ=x- A0)。 相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值(实际值)X0之比(δA=Δ/ X0×100%);公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值(示值)X之比(δx=Δ/ X×100%)。 引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。 1.2 什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?他们通常应用在什么场合? 测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析,相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析,引用误差用于用具体仪表测量。 1.3 用测量范围为-50~+150kPa的压力传感器测量140kPa压力时,传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。 Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=1.43%;δx=2/142=1.41%;δm=2/(50+150)=1% 1.7 什么是直接测量、间接测量和组合测量? 通常测量仪表已标定好,用它对某个未知量进行测量时,就能直接读出测量值称为直接测量;首先确定被测量的函数关系式,然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量,最后代入函数式中进行计算得到被测量,称为将间接测量。在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。 1.9 什么是测量部确定度?有哪几种评定方法? 测量不确定度:表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。 通常评定方法有两种:A类和B类评定方法。 不确定度的A类评定:用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 不确定度的B类评定:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 1.10检定一块精度为1.0级100mA的电流表,发现最大误差在50mA处为1.4mA,试判定该表是否合格?它实际的精度等级是多少? 解:δm=1.4/100=1.4%,它实际的精度为1.5,低于标称精度等级所以不合格。 1.11某节流元件(孔板)开孔直径d20尺寸进行15次测量,测量数据如下(单位:mm): 120.42 ,120.43,120.40,120.42,120,43,120.39,120.30,120.40,120.43,120.41,120.43,120.42,120.39,120.39,120.40试检查其中有无粗大误差?并写出测量结果。 解:首先求出测量烈的算术平均值: X =120.40mm 根据贝塞尔公式计算出标准差 ?=(∑v i2/(15-1))1/2=0.0289 3 ?=0.0868 所以,120.30是坏值,存在粗大误差。 去除坏值后X =120.41mm,?=(∑v i2/(14-1))1/2=0.011 3 ?=0.033 再无坏值 求出算术平均值的标准偏差?x= ?/(n)1/2=0.011/3.87=0.003 写出最后结果:(Pc=0.95,Kt=2.33) 120.41±Kt?x=120.41±0.01mm 2.3 什么是热电效应?热电势有哪几部分组成的?热电偶产生热电势的必要条件是什么? 在两种不同金属所组成的闭合回路中,当两接触的温度不同时,回路中就要产生热电势,这种物理现象称为热电效应。热电势由接触电势和温差电势两部分组成。热电偶产生热电势的必要条件是:两种不同金属和两个端点温度不同。 2.5什么是热电偶的中间温度定律。说明该定律在热电偶实际测温中的意义。 热电偶在接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在接点温度为T,Tn和Tn、T0时相应的热电势的代数和。 E AB(T、T0)= E AB(T、Tn)+ E AB(Tn、T0)。这主要用于冷端温度补偿。 2.9热电偶的补偿导线的作用是什么?选择使用补偿导线的原则是什么?

智能仪器仪表的发展与前景

智能仪表及其技术发展历程与优势特点 智能仪表建立在微电子技术发展的基础上,超大规模集成电路的嵌入,将CPU、存储器、A/D转换、输入/输出等功能集成在一块芯片上,甚至将PID控制组件也置入其中。加之现场总线的应用,智能仪表与控制系统之间的数字通讯将替代以往的模拟传递,大大提高了精度和可靠性,避免了模拟信号在传输过程中的衰减,长期难以解决的干扰问题得到解决。由于数字通讯,节省了大量电缆、安装材料和安装费用。 智能仪表及其技术的发展历程 历经以模拟技术为特征的电动单元组合仪表、以数模混合技术为特征的DDZ-S 系列仪表的开发后,1983年,美国霍尼韦尔公司向制造工业率先推出了新一代智能型压力变送器,这标志着模拟仪表向数字化智能仪表的转变。当时的这种智能变送器已具有高精度、远距离校验和灵活组态的特点,并告知用户:尽管初期购置费用较高,但会被较低的运行和维护费用所补偿。紧随其后的十年里,国外其他公司的智能压力变送器也陆续在一些生产线上被采用,它们包括:Rosemount、Foxboro、YOKOGAWA、Siemens、E&H、Bailey、Fuji和ABB等。但由于缺少高速的智能通讯标准、用户对于高精度监控要求并不突出、培训等服务机制相对薄弱,当时的智能应用并不乐观,只占到了约20%的市场。 随着微电子、计算机、网络和通讯技术的飞速发展以及综合自动化程度的不断提高,目前广泛应用于工业自动化领域的智能仪表,其技术也同样在过去的二十多年

里得到了迅猛的发展。目前国外智能仪表占据了国际应用市场的绝大比重,如何结合目前智能仪表的工业应用经验并快速跟踪国际智能前沿技术应用于我国智能仪表的开发研究成为振兴民族智能仪器仪表的一大突出问题。 智能仪表在工业自动化领域的广泛应用得益于其突出的技术优势和特点,诸如其高稳定性、高可靠性、高精度、易维护性。以智能变送器为例,智能仪表具备如下优点: (1)精度高智能变送器具有较高的精度。利用内装的微处理器,能够实时测量出静压、温度变化对检测元件的影响,通过数据处理,对非线性进行校正,对滞后及复现性进行补偿,使得输出信号更精确。一般情况,精度为最大量程的±0.1%,数字信号可达±0.075%。 (2)功能强 智能变送器具有多种复杂的运算功能,依赖内部微处理器和存储器,可以执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算。 (3)测量范围宽 普通变送器的量程比最大为10:1,而智能变送器可达40:1或100:1,迁移量可达1900%和-200%,减少变送器的规格,增强通用性和互换性,给用户带来诸多方便。 (4)通信功能强 智能变送器均可实现手操器进行操作,既可在现场将手操器插到变送器的相应插孔,也可以在控制室将手操器连接到变送器的信号线上,进行零点及量程的调校及

智能仪器仪表论文

课程设计任务书

目录 第一章绪论 1.1体温计的发展与现状 (1) 1.2红外测温技术 (1) 1.3整体方案概述 (3) 第二章系统硬件设计 2.1 电源设计 (8) 2.2 信号调理电路 (11) 2.3 AD转换电路 (12) 2.4 图形点阵式LCD显示电路 (14) 2.5 语音播报电路 (17) 2.6 在线编程(ISP)电路 (18) 2.7 按键功能设计 (19) 第三章系统软件设计 3.1 软件工作流程 (20) 3.2驱动程序设计 (21) 总结 (24) 参考文献 (25)

第一章绪论 1.1 体温计的发展与现状 体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具,它是人类日常生活的必需品。随着现代科技的发展,新材料、新工艺的运用,各式各样的体温计陆续出现,探测方式在不断改进。人们熟悉的传统的体温计是水银(汞)体温计,它是根据汞受热膨胀的原理制成的。由于受到体温的影响,水银体积的膨胀使管内水银柱的长度发生明显的变化。 近几年来,智能体温计越来越多地应用在各个行业:冶金、玻璃制造以及体温测量等领域。许多医院也采用了智能体温计,虽然其性能暂不能与传统的体温计相比,但因其拥有快速、无需接触被测者等的优点而被广泛采用。 体温测试是在实际生活中经常会遇到的问题,传统的体温计也就是我们的水银体温计有其很多的不足之处,如:测温时间长,读取结果不方便,体温计易被损坏并且其材料汞有毒等。针对以上问题,本文提出一种新型的测量体温仪器,它优于传统的体温计的一个很大的特点就是测温时间相对较短,并且此智能红外体温计有自动播报体温、统计人数、显示日期及环境温度等功能。解决了传统体温计读数不便、用途单一的问题,无汞害,灵敏度高,清晰播报,方便携带,寿命较长,台式设计使体温计放置时不会晃动,避免温计被损坏,尤其适用于小孩与老年人,其方便性大大超越水银式体温计。 1.2红外测温技术 测量体温的方法有很多,水银、热电偶、热敏电阻、晶体管的PN结、液晶、石英晶体均可作为测温元件来制造体温计。这些测温技术均属接触式测温,容易产生交叉感染,并且当测温元件接触被测部位时,将影响其温度场的分布,对精度造成影响,而且响应时间也较长。若采用非接触式测温的方法,则可以较好地解决这些缺点。 1.2.1红外测温背景 随着工农业、国防事业、医学的发展 ,对温度测量越来越迫切。在某些场合 ,温度测量逐步上升为主要矛盾 ,引起了各方面的普遍重视。例如:在

基于单片机的智能控制仪表简单设计

智能控制仪表课程设计 ----基于51单片机地智能控制仪表简单设计 学校:红河学院 专业:电气工程及其自动化 姓名:和红昌 学号:201005050354 班级:10级电气叁班 指导老师:牛林

第1章引言 仪器仪表是人类认识世界地工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力地提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术地发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统地指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器地出现以及单片机地兴起与应用,设计者将计算机特有地许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新地智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质地飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切地一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换,将输入地模拟量转换成单片机能够检测地数字量进行分析和监测控制,同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示.与此同时通过所查阅地资料我还了解到随着测量技术地发展和微处理器地广泛应用,单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定地工作就必须外加监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体地专用集成芯片 X5045.该芯片地应用将有利于简化单片机系统地结构,增强功能、降低系统地成本,尤其是大大地增加了系统地可靠性.X5045中地看门狗对系统提供了保护功能.当系统发生故障而超过设置时间时,电路中地看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应.X5045提供了三个时间值供用户选择使用.它所具有地电压临控功能还可以保护系统免受低电压地影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止.本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表地设计方法,同时掌握在开发系统下实现部分软件地仿真方法. 第2章控制系统地硬件设计 硬件组成智能仪表地硬件方框图如图2.1 图2.1 智能控制仪表地原理框图

单片机在智能仪器仪表中的应用与研究

单片机在智能仪器仪表中的应用与研究 作者:康之讷 来源:《时代汽车》2019年第16期 摘要:随着我国社会经济的不断发展和进步,如今各行各业的运作模式与过去相比也都有了非常大的变化,其中的智能仪器领域也不例外。单片机属于是一种结构简单、技术先进且功能多元化的“微型计算机”,其当前也被广泛的应用到各行各业中,整体的应用效果也非常理想。本文主要针对单片机在智能仪表中的应用来展开分析,然后结合各方面因素来提出相应的解决对策,希望能够为單片机的应用提供一定帮助。 关键词:单片机;仪表;应用;智能 1 前言 一直以来,我国所使用的单片机都具有系统结构简单、集成度高、体积小、处理功能强等优势,当然在产品自动化、智能化仪器仪表中的应用也变得越来越广泛。可以看到,如今使用单片机来改造原有的测量、控制仪器仪表等工作已经变得越来越常见,这不仅能解决传统仪器在应用时出现的各种问题,而且还能保证仪器仪表的智能化、数字化和综合化,解决仪器仪表中出现的各种误差问题。从另一个方面来看,由单片机构成的智能仪表集测量、控制、功能为一体,这也可以直接实现测量仪器的创新,且智能仪表也会比传统仪器更完善、更先进一些,即通过对比发现,传统仪表都是以动圈式仪表或电子电位差来作为主要的输出单元,且整体的方式也非常单一不容易改变。 2 单片机在智能仪器表中的应用分析 2.1 智能仪器仪表的功能 可以看到,智能化仪表的重点就在于其自身的智能,其自身也具有输出方式的多样化,应用过程非常灵活等特点,甚至仪表外也能直接连接各种各样的设备,记录仪器等,即可以实现多元化的传输方式。从另一个方面来看,智能化仪表不但具备测量功能,而且还能很好的对各种信息进行智能化处理,并实现处理、控制、测量的高效运作[1]。通过与传统的仪表进行对比发现,智能化仪表不仅能实现信号的复杂处理,同时也能实现对故障的自动诊断和检测,从而降低测量数据之间的误差,提高参数检测的准确性。 2.2 常见的智能仪器仪表 第一,智能毫伏表。智能毫伏表与传统毫伏表之间只有很大区别的,在于在毫伏表中添加了单片机,这就能进行更高频路的电压测试,甚至还能实现自动归零、故障诊断,自动报警、

智能仪器设计论文

引言 我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例,这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期,设备可靠性明显降低,某些仪表的备品备件也得不到保障,因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量,断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多,既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号,也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号,还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统,它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及,以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用,现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。

第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务,因而得到了初步的认可。大约在60年代后期,国外就有成套的数据采集设备产品进入市场,此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展,诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统,由于这种数据采集系统的性能优良,超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统,因此获得了惊人的发展。从70年代起,数据采集系统发展过程中逐渐分为两类,一类是实验室数据采集系统,另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言,实验室数据采集系统多采用并行总线,工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代,随着计算机的普及应用,数据采集系统得到了极大的发展,开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类,一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成,第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今,在国际上技术先进的国家,数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高,出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。 1.2 数据采集系统的应用 数据采集系统的硬件设备又叫数据采集器,根据数据采集器的使用用途不同,数据采集器大体上可分为两类:在线式数据采集器和便携式数据采集器。在线式数据采集器又可分为台式和模块式,台式、便携式数据采集器大部分由交流电源供电,模块式数据采集器大部分由直流电源供电,一般是非独立使用的。在采集器与计算机之间由电缆联接构成数据采集传输系统,一般不脱机单独使用。数据采集器的应用涉及到众多的领域,下以介绍数据采集器及系统的几种典型应用。

智能仪表的发展趋势

智能仪表的发展趋势 智能仪表的出现,极大地扩充了传统仪表的应用范围。智能仪表凭借其体积小、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。在新的技术革命的推动下,尤其是微电子技术和微型计算机技术的快速发展,使电子仪器的整体水平发生很大变化,出现了独立式智能仪器,GPIB自动测试系统,插卡式智能仪器(个人仪器),VXI总线仪器系统和虚拟仪器。智能仪表朝着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统的方向发展。 独立式智能仪表(简称智能仪表)即自身带有微处理器和GPIB接口的能独立进行测试工作的电子仪表,独立式智能仪表在结构上自成一体,因而使用灵活方便,并且仪器的技术性能可以做得很高。个人仪器系统则是由不同功能的个人仪器和PC机有机结合而构成的自动测试系统。 由于个人仪表和个人仪表系统充分利用PC机的软硬件资源,因而相对传统智能仪器和由智能仪器构成的GPIB总线仪器系统来说,极大地降低了成本,大幅度地缩短了研制周期,有广阔的发展前景。 VAX总线是一个开放式结构,它对所有仪表生产厂家和用户是公开的,即不同生产厂家生产的卡式仪器可以在同一机箱中工作,从而使VAX总线很快成为测试系统的主导结构。 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,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。 智能化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。 自动化是指计算机作为系统的控制者,通过执行测试软件,实现对测量全过程的控制及处理,各程控仪器设备完成采集,测量,处理等任务。 小型化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。 智能仪表是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结合。随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展,智能仪表将会得到更加广泛的应用。

智能仪器及其特点

智能仪器及其特点 摘要:智能仪器就是具有人工智能化的测量仪器,受到了各领域的高度重视并得到了迅猛的发展。文中首先介绍了智能仪器的基木组成,进而对智能仪器的特点进行了分析研究。 1、智能仪器概述 随着微电子技术的不断发展,以及超大规模集成电路芯片(即单片机)的出现,智能仪器得到了迅速发展。智能仪器以微处理器或单片机为核心,具有信息采集、显示、处理、传输以及优化检测与控制等多种功能:有些甚至还具有专家推断、逻辑分析与决策的能力。智能仪器的出现,极大地扩充了常规仪器的应用范围。由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力,目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。 2、智能仪器的组成智能仪器主要由硬件和软件两部分组成。 (1)硬件硬件主要包括主机电路、模拟量输入输出通道、人机接口和标准通信接口电路等,如图1所示。主机电路通常由微处理器、程序存储器以及输入输出I/O接口电路等组成,有时,主机电路本身就是个单片机。主机电路主要用于存储程序与数据,进行系列的运算和处理,并参与各种功能控制。模拟量输入输出通道主要由A/D转换器,D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成。主要用于输入和输出模拟信号,实现模数与数模转换。人机接口主要由仪器而板上的键盘和显示器等组成,用来建立操作者与仪器之间的联系。标准通信接口使仪器可以接受计算机的程控命令,用来实现仪器与计算机的联系。一般情况下,智能仪器都配有GPIB等标准通信接口。此外,智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据,通过串行通信将信息传输给上位机—PC机,由PC机进行全局管理。 (2)软件软件即程序,主要包括监控程序、接口管理程序和数据处理程序三大部分。 监控程序而向仪器而板和显示器,负责完成如下工作:通过键盘操作,输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数:通过控制I/O接口电路进行数据采集,对仪器进行预定的设置:对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理:以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。接口管理程序主要而向通信接口,负责接收并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码,并根据通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果以及向应计算机远程控制命令。数据处理程序主要完成数据的滤波、运算和分析等任务。监控程序而向仪器而板和显示器,负责完成如下工作:通过键盘操作,输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数:通过控制I/O接口电路进行数据采集,对仪器进行预定的设置:对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理:以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。 智能仪器硬件结构接口管理程序主要而向通信接口,负责接收并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码,并根据通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果以及向应计算机远程控制命令。数据处理程序主要完成数据的滤波、运算和分析等任务。 3、智能仪器的特点 含有微计算机的智能仪器意味着计算机技术与测量仪器的结合,它所具有的软件功能已使仪器呈现出某种智能的作用。相对于过去传统的、纯硬件的仪器来说是一种新的突破,其发展潜力十分巨大,这已为多年来智能仪器发展的历史所证实。概况起来,智能仪器具有以下特点: (1)测量过程软件化。整个测量过程在软件控制下进行,实现了自动化。系统在CPU的指挥下,按照软件程序小断取值、寻址,进行各种转换、逻辑判断、驱动某一执行元件完成某

检测技术及海洋智能仪器实验

中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述: 检测技术及海洋智能仪器实验是自动化专业本科生的一门重要专业必修实验课程。该课程与本科生的许多专业课(自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术)有着较强的联系。检测技术及海洋智能仪器实验课是通过实验手段,使学生获得检测技术及海洋智能仪器的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题,提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。培养学生实事求是的科学作风,严肃的科学态度,严谨的科学思维习惯,进而增强创新意识。 检测技术及海洋智能仪器实验分两个层次进行: (1)验证性实验。它主要是以单个传感器和基本测量电路为主。根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证传感器的有关理论,从而进一步巩固学生的基本知识和基本理论。 (2)综合性实验。学生根据给定的实验题目、内容和要求,自行设计实验电路,拟定出测试方案,搭建基本测量系统,最后达到设计要求。通过这个过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的独立工作能力。 - 6 -

2.设计思路: 在内容安排上,除安排常用传感器实验外,还要把常用电子仪器的使用贯穿于每个 实验内容中。因为培养学生正确使用常用电子仪器是检测技术及海洋智能仪器实验教 学的基本要求。在实验所使用的传感器的选用方面,要适应现代科学技术发展的要求。 整个教学环节中,采用了由浅到深,由易到难的原则。在具体实施时,重点放在使用 方法和功能上。对内部结构和原理不去详细分析。实验教学基本要求: (1) 掌握常用电子仪器的正确使用 (2) 掌握基本传感器和测量电路的原理 (3) 掌握测量误差的基本分类,来源,误差处理方法 (4) 掌握测量系统的组成和初步设计 本课程的内容编排顺序为:(1)箔式应变片性能—应变电桥;(2)移相器及相敏检 波器实验;(3)热电式传感器—热电偶;(4)P-N结温度传感器;(5)热敏式温度传感 器测温实验;(6)差动螺管式电感传感器位移、振幅测量;(7)霍尔传感器;(8)电涡流 式传感器的静态标定;(9)扩散硅压力传感器;(10)电容式传感器特性;(11)光纤传感 器位移测量、转速测量;(12)光电传感器转速测量;(13)数据采集处理。 3.课程与其他课程的关系: 本课程是自动化专业的一门专业必修课,先修课程有模拟电子技术基础,后置课程有自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术。 二、课程目标 学习和掌握常用电子仪器:示波器、稳压电源、信号发生器、万用表等的使用方法。 掌握检测技术的理论基础;掌握各种常用传感器(箔式应变片、电感传感器、电容 传感器、光电传感器、光纤传感器、热电偶、半导体温度传感器、热敏电阻温度传感器、磁电传感器、压电传感器、霍尔传感器)的结构、工作原理、技术性能、特点、 - 6 -

智能仪表AI-708在自动控制系统中的应用

智能仪表AI708在自动控制 系统的应用 摘要:智能仪表技术日趋成熟,作为自动化控制的重要组成部分,其在现代工业发展中已经得到了广泛的应用,特别是带有PID闭环控制功能的智能仪表实现了良好的控制功能。本文主要介绍宇电 AI708智能仪表在温度、液位控制系统中的应用。 关键词:智能仪表自动化控制 PID闭环控制 引言 随着微电子技术的不断发展,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,组成了所谓的“智能化测量控制系统”,也就是智能仪表。 在湿法炼锌过程中,很多工艺控制点可以采用自动控制方式进行。智能仪表凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,在驰宏公司曲靖分公司锌厂得到了广泛的应用。 1智能仪表概况 智能仪表经过多年的发展,其技术日趋成熟。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。 国际上智能测量仪表更是品种繁多,例如,美国HONEYWELL公司生产的DSTJ-3000系列智能变送器,能进行差压值状态的复合测量,可对变送器本体的温度、静压等实现自动补偿,其精度可达到±0.1%FS;美国RACA-DANA公司的9303型超高电平表,利用微处理器消除电流流经电阻所产生的热噪声,测量电平可低达-77dB;美国FLUKE公司生产的超级多功能校准器5520A,内部采用了3个微处理器,其短期稳定性达到1ppm,线性度可达到0.5ppm;美国FOXBORO公司生产的数字化自整定

智能仪器的应用及其发展趋势

摘要:简要介绍智能仪器的基本组成、特点和原理,对智能仪器的应用领域作简要概括,并对其今后的发展趋势作简要探讨。 关键字:智能仪器、自动控制系统 随着电子技术、半导体技术和计算机技术的不断发展和成熟,尤其是嵌入式处理器的应用,使测试过程中的每一个环节都可能用到各种现代化的新技术,使仪器科学与技术领域出现了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器,从而开创了仪器、仪表的一个崭新的时代。智能仪器凭借其高性能、多功能、体积小、功耗低等优势,迅速地在家用电器、工业控制中得到了广泛的应用。 一、智能仪器的基本组成 智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理,它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出接口电路等组成,或者它本身就是一个单片微型计算机;模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号,主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成;人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系,主要由仪器面板中的键盘和显示器组成;通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系,以便使仪器可以接受计算机的程控命令,目前生产的智能仪器一般都配有GP–IB等通信接口。软件分为监控程序和接口管理程序两部分。监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序;接口管理程序是面向通信接口的管理程序,接收并分析来自通信接口总线的远控命令。监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序,其内容包括:通过键盘输入命令和数据,以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置;根据仪器设置的功能和工作方式,控制I/O接口电路进行数据采集、存储;按照仪器设置的参数,对采集的数据进行相关的处理;以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。 接口管理程序是面向通信接口的管理程序,其内容是接收并分析来自通信

《智能仪器技术和应用》B卷答案

《智能仪器技术及使用》B卷答案 一、简答题(每题4分,共20分) 1、叙述智能仪器的基本组成、工作原理及发展趋势? 答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路。软件分为监控程序和接口管理程序两部分。 如图为典型智能仪表结构,由三个层次构成 …………1’智能仪器的工作原理:传感器获取被测量的信息并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经a/d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等);运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果和存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外,智能仪器还可以和pc机组成分布式测控系统,由单片机作为下位机采集各种测量信号和数据,通过串行通信将信息传输给上位机——pc机,由pc机进行全局管理。…………2’智能仪器是计算机科学、电子学、数字信号处理、人工智能等新兴技术和传统的仪器仪表技术的结合,逐步实现微型化,多功能化,人工智能化,随着专用集成电路、个人仪器等相关技术的发展,智能仪器将会得到更加广泛的使用。可以预料,各种功能的智能仪器在不远的将来会广泛地使用在社会的各个领域。…………1’ 2、为什么智能仪器要具备自检功能?自检方式有几种?常见的自检内容有哪些?

答:所谓自检就是利用事先编制好的检测程序对仪器的主要部件进行自动检测,并对故障进行定位。自检功能给智能仪器的使用和维修带来很大的方便。…………1’智能仪器的自检方式有三种类型: (1)开机自检…………1’ (2)周期性自检…………1’ (3)键盘自检…………1’ 3、什么叫软测量?软测量建模可以用那些方法? 答:对于难于测量或暂时不能用单独的仪表进行测量的被测变量(又称为主导变量),选择另外一些容易测量的变量(又称二次变量或辅助变量),想法构成这些辅助变量和被测变量之间的某种数学关系,就可以用数据处理软件代替单独的仪表这种硬件,通过计算、估计和推断确定被测变量。…………2’ 软测量建模的方法:(1)机理建模;(2)机理建模和经验建模相结合;(3)回归分析建模; (4)人工神经网络建模;(5)其它方法建模…………2’ 4、什么是模糊控制?它的特点是什么? 答:模糊控制是基于模糊推理,模仿人的语言表达方式和思维方式,对难以建立精确数学模型的对象实施的一种智能控制技术。它是模糊技术和控制技术相结合的产物,是智能技术的一个重要分支。…………1’ 模糊控制的特点在于: (1)不要求知道被控对象的精确数学模型,只需要提供现场操作人员的经验及其操作数据;(2)控制系统的鲁棒性强,适合于解决常规控制难以解决的非线性、强耦合、时变和时滞系统; (3)以语言变量代替常规的数学变量,容易构成专家“知识”; (4)控制推理模仿人的思维过程,采用“不精确推理”,融入了人类的经验,因而能处理复杂乃至病态的系统。…………3’ 5、如何抑制来自电网和电源的干扰?系统的屏蔽和接地应注意哪些问题? 答:智能仪表的供电线路是干扰的主要入侵途径, 而且微机系统对来自供电源的干扰又特别敏感, 所以设计一个抗干扰的直流稳压电源是智能仪表电磁兼容性设计的重要环节, 通常采取的措施有如下几种:(1)微机系统和产生干扰的设备分开供电(2)设计抗干扰稳压电源(3)选用高性能的电源(4)供电电路上的抗干扰措施(5)接地问题…………2' 系统的屏蔽和接地设计应注意如下几个方面:(1) 一点接地和多点接地的使用原则。(2) 屏蔽层和公共端的连接当一个接地的放大器和一个不接地的信号源连接时, 连接电缆的屏

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