智能仪器

智能仪器是包含微电脑或微处理器的测量仪表，具有数据存储、操作逻辑判断、自动化操作等功能。

智能全自动碳硫分析仪与电弧炉(或可选配管式炉)配合使用，可快速准确地测定钢、铁、合金、有色金属、水泥、矿石、催化剂等材料中的碳硫含量。南京麒麟分析仪器检测设备是集光学、机电、计算机、分析技术于一体的高新技术产品。它具有测量范围宽、抗干扰能力强、功能齐全、操作简单、分析结果准确可靠等优点。它是一个理想的碳和硫分析仪测量碳和硫在许多行业。

智能仪器的出现大大扩展了传统仪器的应用范围。智能仪器以其体积小、功能强、功耗低等优点，迅速在家电、科研机构、工业企业中得到广泛应用。

传感器采集被测参数的信息，并将其转换为电信号，经滤波去除干扰后发送到多个模拟开关;微控制器依次选择模拟开关，从每个输入通道向可编程增益放大器发送信号。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;微控制器根据仪器设定的初始值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正);将运算结果转换成相应的数据进行显示和打印;同时，单片机将计算结果与存储在片上FlashROM(闪存)或E?将2PROM (electroerasable Memory)中设定的参数进行比较后，根据计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，智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统。单片机作为下位机采集各种测量信号和数据，并通过串行通信将信息传送给上位机——PC机，由上位机负责全局管理。

随着微电子技术的不断发展，超大规模集成电路芯片(即微控制器)已经出现，它将cpu、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门器、前置放大器，甚至A/D、D/A转换器等电路集成在单个芯片上。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术相结合，形成所谓的“智能测控系统”，是一种智能仪表。

与传统仪器相比，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、开关启动和关闭、数据采集、传输和处理、显示打印等，均由单片机或微控制器控制和操作，实现测量过程的全自动化。

②具有自动调零、自动故障状态检测、自动校准、自诊断、自动量程转换等自检功能。智能仪器可以自动检测故障的位置甚至故障的原因。这种自检方式既可以在仪表启动时进行，也可以在仪表运行时进行，大大方便了仪表的维护。

具有数据处理能力是智能仪器的主要优点之一。由于微控制器或微控制器的使用，以前用硬件逻辑很难或不可能解决的许多问题现在可以用软件非常灵活地解决。例如，传统的数字万用表只能测量电阻、交流/直流电压、电流等，而智能数字万用表不仅可以进行上述测量，还可以对测量结果进行零移、平均值、极值、统计分析等复杂的数据处理功能。这不仅使用户从繁重的数据处理中解脱出来，而且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。智能仪表采用键盘代替传统的开关开关，操作人员只需通过键盘输入命令即可实现一定的测量功能。同时，智能仪器还通过显示屏及时告知操作人员运行状态、工作状态、测量数据的处理结果，使仪器的操作更加方便直观。

⑤可编程操作。智能仪器一般都配有GPIB、RS232C、RS485等标准通信接口，可以方便地与pc机等仪器组成用户需要的多功能自动测量系统，完成更复杂的测试任务。

20世纪80年代，微处理器应用于乐器，乐器的前面板开始向键盘风格发展。测量系统通常通过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。

20世纪90年代，仪器仪表的智能化在以下几个方面得到了突出体现:微电子技术的进步对仪器仪表的设计产生了更为深刻的影响;DSP芯片的出现大大增强了仪器仪表的数字信号处理功能;微型计算机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力;添加图像处理功能是很常见的;VXI总线已经得到了广泛的应用。

近年来，智能测控仪器的发展尤为迅速。国内市场上出现了各种智能测控仪器，如能自动补偿压差的智能节流流量计，能通过编程控制温度的智能多级温度控制器，能实现数字PID和各种复杂控制规律的智能调节器，能分析处理各种光谱的智能色谱仪等。

国际上智能测量仪器种类繁多，如美国霍尼韦尔公司生产的DSTJ-3000系列智能变送器，可对差压状态进行复合测量，并可对变送器本体的温度、静压等进行自动补偿，精度可达±0.1% FS;美国RACA-DANA公司的9303超高电平计采用微处理器，消除了电流流经电阻时产生的热噪声，测量电平可低至-77dB;美国FLUKE生产的超级多功能校准器5520A内部采用3个微处理器，短期稳定性1ppm，线性度0.5ppm;美国FOXBORO生产的数字自整定调节器采用专家系统技术，可以像经验丰富的控制工程师一样根据现场参数快速调整调节器。这种类型的调节器特别适用于具有频繁或非线性对象变化的控制系统。由于其自动调节参数的能力，该调节器可以确保整个系统在整个生产过程中保持最佳性能。

微型智能仪器是指在仪器生产中综合应用微电子技术、微机械技术、信息技术等技术，使其成为体积小、功能齐全的智能仪器。它可以完成信号采集、线性化处理、数字信号处理、控制信号输出、放大、与其他仪器接口、与人交互等功能。随着微机电技术的不断发展，微型智能仪器日趋成熟，价格也在不断下降。因此，它们的应用领域将不断扩大。它不仅具有传统仪器的功能，而且在自动化技术、航空航天、军事、生物技术、医学等领域发挥着独特的作用。例如，目前需要同时测量患者的几个不同参数，并控制某些参数。通常，需要在病人体内插入几根管子，这增加了感染的机会。微型智能仪器可以同时测量多个参数，而且体积小，可以植入人体，解决了这些问题。

多功能本身就是智能仪表的一个特点。例如，为了设计快速和复杂的数字系统，仪器制造商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。这款多功能综合产品不仅具有比专业脉冲发生器和频率合成器更高的性能(如精度)，而且在各种测试功能方面提供了更好的解决方案。

人工智能是计算机应用的一个新领域，它利用计算机模拟人类的智能，被用于机器人、医疗诊断、专家系统、推理和证明等各个领域。智能仪器的进一步发展将包括一定数量的人工智能，它将取代人类的一部分脑力劳动，从而在视觉(图形和颜色识别)、听觉(语音识别和语言理解)、思维(推理、判断、学习和联想)等方面具有一定的能力。这样，智能仪器就可以在没有人为干预的情况下自主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，不仅使我们能够解决一类用传统方法难以解决的问题，而且具有解决传统方法无法解决的问题的潜力。

集成ISP和EMIT技术，实现仪器系统的互联网接入。

随着网络技术的快速发展，互联网技术逐渐渗透到工业控制和智能仪表系统设计领域，实现了基于互联网的智能仪表系统的通信能力，以及对设计好的智能仪表系统进行远程升级、功能复位和系统维护。

系统编程(ISP)是用于修改、配置或重组软件的最新技术。它是莱迪思半导体公司提出的最新技术，使我们能够在产品设计和制造的每个阶段，甚至在产品销售给最终用户之后，随时配置或重新组装其设备，电路板或整个电子系统的逻辑和功能。ISP技术消除了传统技术的某些限制和连接缺陷，有利于电路板的设计、制造和编程。ISP硬件灵活，易于修改，便于设计和开发。由于ISP设备可以像任何其他设备一样在印刷电路板(pcb)上进行处理，编程ISP设备不需要专门的程序员或复杂的过程，只要通过PC机，嵌入式系统处理器或甚至INTERNET远程网络进行编程即可。

EMIT嵌入式微互联网互联技术是emWare在成立ETI (eXtend the Internet)扩大互联网联盟时提出的。它是一种将微控制器等嵌入式设备连接到互联网的技术。利用该技术，可以将8位和16位单片机系统接入互联网，实现基于互联网的远程数据采集、智能控制、数据文件上传/下载等功能。

目前，美国的Connect One、emWare、TASKING等公司和国内P&S公司都提供基于互联网的设备。网络的软件、固件和硬件产品。

虚拟仪器是智能仪器发展的一个新阶段

测量仪器的主要功能由数据采集、数据分析和数据显示三大部分组成。在虚拟现实系统中，数据的分析和显示完全是用PC软件完成的。因此，只要提供额外的数据采集硬件，就可以用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，使用相同的硬件系统，只要应用不同的软件编程，就可以得到功能完全不同的测量仪器。由此可见，软件系统是虚拟仪器的核心，“软件即仪器”。

传统的智能仪器主要是利用一定的计算机技术来控制仪器技术中的工程网络版权，而虚拟仪器则强调对一般计算机技术中的仪器技术的吸收。软件系统作为虚拟仪器的核心，具有通用性、通用性、可见性、可扩展性、可扩展性等特点，能够给用户带来极大的利益。因此具有传统智能仪器无法比拟的应用前景和市场。