本文主要分析的是智能儀器的工作原理及其功能特點。以下是主要內(nèi)容：

1. 智能儀器的工作原理

    傳感器拾取被測參量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號灵妨，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)解阅；由單片機逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器，放大后的信號經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應的脈沖信號后送入單片機中泌霍；單片機根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進行相應的數(shù)據(jù) 運算和處理（如非線性校正等）货抄；運算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)據(jù)進行顯示和打印朱转；同時單片機把運算結(jié)果與存儲于片內(nèi)FlashROM（閃速存儲器）或E2PROM（電可擦除存貯器）內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進行運算比較后蟹地，根據(jù)運算結(jié)果和控制要求，輸出相應的控制信號（如報警裝置觸發(fā)藤为、繼電器觸點等）怪与。此外，智能儀器還可以與PC機組成分布式測控系統(tǒng)凉蜂，由單片機作為下位機采集各種測量信號與數(shù)據(jù)琼梆，通過串行通信將信息傳輸給上位機——PC機，由PC機進行全局管理窿吩。

    2. 智能儀器的功能特點

    隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展茎杂，集成了CPU、存儲器瘫篮、定時器/計數(shù)器扯连、并行和串行接口、看門狗唆皇、前置放大器甚至A／D梨浑、D／A轉(zhuǎn)換器等電路在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片（即單片機）出現(xiàn)了。以單片機為主體吨肆，將計算機技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起迂儡，又組成了所謂的“智能化測量控制系統(tǒng)”，也就是智能儀器劳仿。

    與傳統(tǒng)儀器儀表相比杰打，智能儀器具有以下功能特點：

    ① 操作自動化。儀器的整個測量過程如鍵盤掃描甜海、量程選擇搁鞭、開關(guān)啟動閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機或微控制器來控制操作恢恼，實現(xiàn)測量過程的全部自動化民傻。

    ② 具有自測功能，包括自動調(diào)零场斑、自動故障與狀態(tài)檢驗漓踢、自動校準、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等漏隐。智能儀表能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因彭雾。這種自測試可以在儀器啟動時運行，同時也可在儀器工作中運行锁保，極大地方便了儀器的維護薯酝。

    ③ 具有數(shù)據(jù)處理功能，這是智能儀器的主要優(yōu)點之一爽柒。智能儀器由于采用了單片機或微控制器吴菠，使得許多原來用硬件邏輯難以解決或根本無法解決的問題，現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解決浩村。例如做葵，傳統(tǒng)的數(shù)字萬用表只能測量電阻、交直流電壓心墅、電流等翠墩，而智能型的數(shù)字萬用表不僅能進行上述測量，而且還具有對測量結(jié)果進行諸如零點平移辖京、取平均值帝匙、求極值、統(tǒng)計分析等復雜的數(shù)據(jù)處理功能克干，不僅使用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來反狞，也有效地提高了儀器的測量精度。

    ④ 具有友好的人機對話能力讽噪。智能儀器使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的切換開關(guān)跳清，操作人員只需通過鍵盤輸入命令，就能實現(xiàn)某種測量功能渠吮。與此同時客止，智能儀器還通過顯示屏將儀器的運行情況、工作狀態(tài)以及對測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時告訴操作人員僻绸，使儀器的操作更加方便直觀巾甲。

    ⑤ 具有可程控操作能力。一般智能儀器都配有GPIB坦康、RS232C竣付、RS485等標準的通信接口，可以很方便地與PC機和其他儀器一起組成用戶所需要的多種功能的自動測量系統(tǒng)滞欠，來完成更復雜的測試任務古胆。

    3. 智能儀器的發(fā)展概況

    80年代，微處理器被用到儀器中筛璧，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展逸绎，測量系統(tǒng)常通過IEEE—488總線連接。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器得到了發(fā)展等夭谤。

    90年代棺牧，儀器儀表的智能化突出表現(xiàn)在以下幾個方面：微電子技術(shù)的進步更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計；DSP芯片的問世朗儒，使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強颊乘；微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力醉锄；圖像處理功能的增加十分普遍乏悄；VXI總線得到廣泛的應用。

    近年來恳不，智能化測量控制儀表的發(fā)展尤為迅速褥辰。國內(nèi)市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測量控制儀表，例如麸河，能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計力邻，能夠進行程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID和各種復雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器冰枯，以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等认平。

    國際上智能測量儀表更是品種繁多，例如庵窄，美國HONEYWELL公司生產(chǎn)的DSTJ-3000系列智能變送器登徐，能進行差壓值狀態(tài)的復合測量，可對變送器本體的溫度堪锌、靜壓等實現(xiàn)自動補償哟笨，其精度可達到±0.1％FS；美國RACA-DANA公司的9303型超高電平表肺疾，利用微處理器消除電流流經(jīng)電阻所產(chǎn)生的熱噪聲母逸，測量電平可低達-77dB；美國FLUKE公司生產(chǎn)的超級多功能校準器5520A届慈，內(nèi)部采用了3個微處理器徒溪，其短期穩(wěn)定性達到1ppm，線性度可達到0.5ppm金顿；美國FOXBORO公司生產(chǎn)的數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器臊泌，采用了專家系統(tǒng)技術(shù)鲤桥，能夠像有經(jīng)驗的控制工程師那樣，根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)迅速地整定調(diào)節(jié)器渠概。這種調(diào)節(jié)器特別適合于對象變化頻繁或非線性的控制系統(tǒng)茶凳。由于這種調(diào)節(jié)器能夠自動整定調(diào)節(jié)參數(shù)，可使整個系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中始終保持最佳品質(zhì)播揪。