1、智能仪器设计 第一章 智能仪器概论 1.1 智能仪器的发展史及概述 1.2 智能仪器的特点 智能仪器设计智能仪器的发展史 n第一代仪器仪表(指针式仪表):符合某一性能要求的单个指针式仪表 n第二代仪器仪表（数字式仪表）：适用于快速响应和高精度的要求，仪器仪表本身还不含有计算机 n第三代仪器仪表亦谓智能仪器（Intelligent Instruments）：仪器仪表同计算机溶为一体的智能仪器三代仪器仪表：三代仪器仪表：第一代为第一代为指针式指针式（或模拟式）仪器仪表（或模拟式）仪器仪表第二代为第二代为数字式数字式仪器仪表仪器仪表第三代就是第三代就是智能式智能式仪器仪表仪器仪表智能仪器设计 智能仪
2、器定义（1）n含有微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，有着智能的作用(表现为智能延伸或加强等），因而被称之为智能仪器 智能仪器设计 智能仪器定义（2）nGeorge C.Barney “Intelligent Instrumentation Microprocessor Applications in Measurement and Control”nThe use of a measurement system to evaluate a physical variable employing usually a digital compu
3、ter to perform all(or nearly all)the signal/information processing.n用智能仪器的测量系统评价和测定物理量时,通常由数字计算机来采集全部(或几乎全部)信号及处理信息。智能仪器设计 智能仪器智能仪器(Intelligent)VS.非智能仪器（非智能仪器（DUMB）智能化程度处理数据非智能仪器通常只是人的感官或四肢的延伸可获取被测变量，但测量者必须人工处理这些数据 智能仪器 替代人脑的部分功能自动处理数据并将处理好的结果送给测量者或其他智能仪器智能仪器设计 智能仪器智能仪器(Intelligent)VS.非智能仪器（非智能仪器（DU
4、MB）二二 、智能仪器的分类、基本结构与特点、智能仪器的分类、基本结构与特点智能仪器四个层次智能仪器四个层次 高级人工智能人工智能趋趋势势系统辨识、模式识别系统辨识、模式识别初级智能初级智能计算机、信号处理计算机、信号处理聪敏电子、传感、测量电子、传感、测量兼兼容容聪敏仪器类聪敏仪器类 初级智能仪器类初级智能仪器类 模型化智能仪器类模型化智能仪器类 高级智能仪器类高级智能仪器类 1.1.分类分类近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展。模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等，使智能仪器的功能向更高的层次发展。智能仪器对仪器仪表的发展以及科学实验研究产生了深远影
5、响，是仪器设计的里程碑。2.2.智能仪器的基本结构智能仪器的基本结构 其结构可有两种基本类型其结构可有两种基本类型:微机内嵌式微机内嵌式微机扩展式微机扩展式 特种形态特种形态将单片或多片的将单片或多片的微处理器与传统微处理器与传统仪器有机地结合仪器有机地结合在一起形成的单在一起形成的单机，其形态是仪机，其形态是仪器。器。以个人计算机以个人计算机(PC)(PC)为核心的应为核心的应用扩展型测量仪用扩展型测量仪器。器。其形态可以是计算机。结构及外形在前2中之外 个人仪器结构图 普通台式普通台式PCI工控机工控机PCI笔记本笔记本PCI微机扩展式微机扩展式特种形态的智能仪器-智能胶囊特种形态的智能仪
6、器-基于网络总线的仪器用户自备用户自备 RS-485 电缆电缆智能仪器设计 智能仪器的特点智能仪器的特点结构特点功能模块结构特点功能模块结构组成结构组成：智能仪器设计 智能仪器的特点智能仪器的特点结构特点结构特点结构实例结构实例1：智能仪器设计 智能仪器的特点智能仪器的特点结构特点结构特点结构实例结构实例2：智能仪器设计 智能仪器的特点智能仪器的特点结构特点信息流结构结构特点信息流结构组成组成：智能仪器设计 智能仪器的特点n数据处理功能，使仪器的性能得改善和增强 n具有先进的人机对话方式，实现仪器的程控操作n具有自检功能及容错计算功能，提高了仪器的可靠性 n具有标准的总线接口，易于实现多台仪器的互连 n具有灵活性，易于改进和更新换代 n具有一定的逻辑思维能力，可实现专家系统技术 数据处理功能，使仪器的性能得改善和增强n提高了测量精度 进行快速多次重复测量；自校，消除漂移，噪声以及某些干扰因素；系统误差修正能力 n进行间接测量 n进行自动调节 n指示判断及自动分选 n增加了仪器的功能 返回
