智能仪器第01-02讲

第一章导论

本章重点：①智能仪器的发展过程、现状及未来的发展趋势；

②智能仪器的组成原理、基本结构及主要性能特点；

③本课程学习的主要目标、内容及要求，为课程的学习

做好准备。

1.1 智能仪器概述

教学目的：①了解智能仪器的发展过程、现状及未来的发展趋势；

②掌握智能仪器的组成及主要功能和特点。

教学重点：智能仪器的组成及主要功能和特点。

● 智能仪器

智能仪器是计算机技术与电子测量技术有机结合的新一代电子测量仪器。

● 与传统仪器的区别：

传统仪器是将大量分立元件、中小规模集成电路用硬接线的方式构成，电路一旦定型，功能即确定。

智能仪器是硬件和软件相结合的设计，很多功能是由软件实现的。所以，设计、制造、升级、扩充功能较容易。

由于其智能化、快速、准确、便于测控和遥测、遥控，故应用越来越广泛。

1.1.1 电子仪器的发展概况

一第一代模拟式（指针式）电子仪器

被测和处理的信号均为模拟信号。各种指针式电测仪表就是其典型代表。

特点：体积大、功能简单、精度低、响应速度慢。

二第二代数字式电子仪器

基本工作原理是将模拟信号转换成数字信号并进行测量。如数字电压表、数字频率计等。

特点：精度高、速度快、读数清晰直观。其测量结果可数显或打印，

数字信号便于远传，故适用于遥测遥控。

三 第三代 智能型仪器

是传统电子仪器与计算机、通信、微电子、数字信号处理、人工智能等新兴技术相结合的产物。

主要特征：其内部嵌有微处理器。具有数据存储、运算、逻辑判断、逻辑处理和通信能力即具备一定的智能。故称为智能仪器。

由于单片机具有体积小、功耗低、功能强、价格低等特点，广泛应用于智能仪器，故本课程重点介绍以应用广泛的MCS-51单片机为核心构成的智能仪器。

1.1.2 智能仪器的基本组成

一 硬件部分

主要由单片机、模拟量和开关量I/O 通道、人-机联系部件及其接口电路、数据通信接口等组成。 输入电路A/D 转换器

键盘

数据存储器RAM

驱动电路打印机接口显示器D/A 转换器单片微型计算机通信接口模拟量

输入开关量驱动电路开关量输入

开关量输出RS-232、GPIB 等模拟量输出

微型打印机图1-1 智能仪器硬件组成框图

电源

1. 主机电路：常由单片机构成，也是区别于传统仪器的核心部件。主要用于存储程序、数据，执行程序进而实现各种运算、数据处理和各种控制功能。

2. 输入通道：模拟量输入通道由输入电路和A/D 转换接口构成。用于对被测量的输入信号进行所需的各种变换、放大、滤波、采样-保持、A/D 转换等处理，经A/D 接口送入计算机。开关量输入信号只要电平匹配则可直接送入计算机。

3. 输出通道：模拟量输出通道由D/A 转换器及驱动电路等构成。用于将主机处理的结果转换为模拟量并输出。开关量输出信号可直接由计算机输出或经隔离、驱动电路输出。

4.人机接口：由键盘、显示器和打印机接口等组成。用于实现人机对话。

5.通信接口：用于实现智能仪器与其它仪器、设备或计算机系统交换数据和信息。

6.电源系统：用于为智能仪器各部分提供合格的能源供应。

以上1、6部分是必需的，其他部分则根据具体应用需求确定取舍。

二软件部分

主要由监控程序和通信接口管理程序两部分组成。

1.监控程序主要包括以下功能：

(1).对键盘、显示器和打印机的管理。

(2).通过控制I/O接口对数据进行采集。

(3).对所测试和记录的数据与状态进行的各种处理。

(4).显示（或打印）各种状态信息以及测量数据的处理结果。

2.通信接口管理程序：

主要作用是接收并分析来自通信总线的各种信息、操作方式与工作参数的程控操作码，并向总线输出仪器现行的工作状态及测量数据的处理结果。

三工作过程

下面以粮食储备库多路温湿度巡检仪为例介绍其工作过程。

1.传感器将温度、湿度转换为电信号后，由输入电路进行所需的各种变换、放大、滤波、非线性补偿等处理，经A/D转换器转换为数字量后经接口送入计算机。

2.计算机对输入数据进行存储、加工处理、分析、计算等操作，并将运算结果存入RAM中。

3.运算结果可以通过显示器接口送至显示器进行显示或通过打印机接口送至打印机打印输出。根据设定的参数与运算结果的分析比较和判断控制通风、抽湿等设备的运转。需要的话，可以将输出的数字量经过D/A转换接口转换成模拟量信号输出，并经过驱动电路去控制被控对象。

4.需要的话还可以通过通信接口实现与其他智能仪器的数据通信，完成更复杂的测量与控制任务。

第02讲

1.1.3 智能仪器的主要功能和特点

与传统仪器相比较，由于使用了计算机，使仪器对测量过程的控制和对测试数据、结果的处理产生了根本性的改变。使智能仪器具备以下主要功能特点

1.自动校正零点、满度，自动修正各类测量误差。测量精度高。

2.强大的数据存储和数据处理能力。由软件实现各种运算、数字滤波、统计分析、查找排序、标度变换、函数逼近和频谱分析功能等。

3.自动切换量程、具有友好的人--机对话功能。

4.可实现各种控制功能。可实现PID控制及各种复杂的控制规律。

5.数据通信与多种输出形式。便于通过标准总线组成各种规模的自动测控系统。

6.自诊断、故障监控和掉电保护。

1.1.4 智能仪器的发展趋势

1.微型化。如巡航导弹控制部分、植入病人体内的多参量测量仪等。

2.多功能化。如数字任意波形发生器、人体生命特征测量仪等。

3.人工智能化。具有视觉、听觉、思维等。

4.部分结构虚拟化。如由PC机的软件生成虚拟仪器的面板等---软件就是仪器。

5.通信与控制网络化。

6.微功耗。

1.2 智能仪器应用实例简介（删）

1.3 本课程的内容、教学目标及要求

第二章智能仪器典型处理功能

及实现方法

本章重点：①智能仪器常见故障的自检原理及其实现方法；

②智能仪器的各种自动测量功能及其实现方法；

③智能仪器中典型的误差类型、引起误差的原因及其处

理方法；

④智能仪器典型的数字滤波技术及其实现方法。

2.1 智能仪器故障的自检

教学目的：①了解自检原理、自检方式的种类及特点；

②掌握常见的自检项目和自检方法。

教学重点：常见的自检项目和自检方法。

概述

1.什么是自检

自检是自动故障检测和故障诊断的简称。故障检测是确定系统是否发生故障，故障诊断是确定故障发生的具体部位。

2.自检的必要性

(1).仪器的故障会影响整个测控系统的正常工作，甚至危及人身安全及设备安全；

(2).任何仪器设备长期运行不发生任何故障几乎是不可能的；

(3).系统构成越来越复杂，人工检查费时、耗力甚至是不可能的，例如卫星、有毒有害场所等人们无法到达的环境就无法实现人工检查。

3.自检的内容

通常包括键盘、显示器、存储器、I/O通道、接插件和总线等。

4.自检的基本原理与方法

自检实质上是配合硬件运行一段专门编制并存放在ROM中的自检程序，对仪器的主要部件或测试点进行自动检测。自检程序将这

些测试点的当前测试值与存放在ROM中的正常值进行比较，若两者相等或在允许误差范围之内，则显示OK；否则，给出故障声、光信息并显示故障代码，如Error X，便于维护人员及时发现并确定故障部位。自检主要由软件完成。

5.实现自检的前提条件

由于自检实质上是配合硬件运行一段专门编制并存放在ROM 中的自检程序，这就要求自检时CPU、总线、时钟、电源、附加的自检电路和自检程序必须工作正常可靠。否则，自检无法正常进行。

2.1.1 自检方式的种类及特点

一开机自检

在仪器开机或复位之后进行的自检。开机自检是仪器正式运行前的全面检查，检查项目要尽可能全面。如果开机自检正常则进入正常测量程序，若发现故障则声光报警并显示故障代码，以提醒用户。二周期性自检

为确保仪器始终处于正常工作状态，应使用周期性自检。周期性自检是将自检内容分成若干项，程序设计时安插在每次测量的间隙进行一项自检，经若干次测量后便可完成全部自检项目，如此周而复始。由于每个自检项目耗时极短，且安插在每次测量的间隙，不影响仪器的正常工作，也不为操作人员所觉察。

三键控自检

面板上设置“自检”键，需要时按下该键，进入相应自检程序进行自检。是一种人工干预的自检方式。注意：键控自检不应破坏仪器内部有用的正常数据与状态。

对于连续运行的智能仪器，为确保仪器始终处于正常工作状态，应具备周期性自检或键控自检。

作业：P10 1、2、3、5 P38 1、2、3

浅析仪表的智能化发展趋势

浅析仪表的智能化发展趋势 1.仪器仪表“智能”的概念 什么是智能化的仪器仪表？至今虽然没有一个明确的统一的定义，但作者感到在仪器仪表的刊物、广告、等中不恰当的使用“智能化”的情况较多，把一些还不具有智能功能的仪表也称为智能仪表的现象时有出现。到底应该如何理解和表达仪器仪表的“智能化”，什么样的仪器仪表才能称作智能化的仪器仪表，作者希望理论界和实业界达到一个共同认识，能对实际的仪器仪表有一个合理的、恰当的表达。智能化的仪器仪表应能随着外界条件的变化做出正确的反应，模仿和扩充人的智能行为。从信息技术发展的几个层次看，“数字化”是最低层次，“智能化”是最高层次。它具有总结经验、理解、推理、判断和分析的能力。“智能化”的标志是知识的表达与应用。因此，在仪器仪表中，“智能”的含义可有两个层面即采用人工智能的理论方法和技术具有拟人智能的特性和功能。 2.智能仪器仪表的研究开发与实用化的进展 智能仪器仪表发展很快，在国内市场上已经出现了各种智能化仪表，例如，具有自动进行差压补偿的智能节流式流量计，具有对图谱进行分析和数据处理的智能色谱仪等等。国际上品种更多，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美国Foxboro公司生产的数字化自整定调节器，采用了专家系统技术，能根据现场参数迅速地整定调节器的调节参数。智能仪器仪表的研究开发是当前自动控制领域热点之一，有相当多的智能仪器仪表已进入实用化阶段，可从以下几方面进行分析： 2.1传感器 智能变送器中，由硅制成的微传感器可按需要把信号放大、处理及控制集成到一块硅芯片上，已研制开发出多种结构的固态硅微传感

仪器仪表行业的前景分析

仪器仪表行业的前景分析 本文来自XX丰生环境仪器设备XX .whfs17. 1、仪器仪表行业概况 随着我国能源、化工、节能环保等领域快速发展，仪器仪表行业市场需求快速增长。2007年，我国仪器仪表行业处于高速稳定的发展态势。根据国家统计局的数据，2007年行业的工业总产值为3078亿元，销售收入为3005亿元，同比增长29％；利润总额225亿元，同比增长35％ 2、我国仪器仪表产业发展前景 作为普遍应用于工业、农业、科研等领域进行测量、采集、分析和控制的手段和设备，仪器仪表产品应用X围覆盖了人类活动的所有领域。我国仪器仪表产业经过几十年的发展已经形成了产品门类比较齐全、具有一定生产规模和开发能力的产业体系，并且在电工仪器仪表、工业测量和科学测试仪器仪表领域具备了一定的竞争优势，诞生了一批具备国际竞争能力的企业。但是从整体上看，我国的仪器仪表行业还是落后于国际先进水平的，体现在技术落后、产品稳定性差、种类单 一、企业规模小、研发能力弱等方面。 3、阿里巴巴关于“仪器仪表”买家分布情况 内贸方面，在alibaba买家分布中，XX、XX、XX买家数占56%，其市场开发潜力巨大。 4. 阿里巴巴“仪器仪表”企业概况

目前通过阿里巴巴搜索“仪器仪表”有3546439条产品供应信息，在公司黄页中有130096家公司信息。这些企业中有很多实现了从做、做推广、找买家，谈生意、成交等一站式的业务模式。（数据截止2008-10-23）。如下图所示： 阿里巴巴部分“仪器仪表”行业企业 公司名称合作年限公司名称合作年限余姚市江南电子仪器XX 第1年XX新亚电子开关厂第6年XX中恒仪器仪表XX 第7年兴化市精泰仪器仪表XX 第4年 XX市华隆仪表仪器厂 第7年华通机电集团XXXX销售分公 司 第5年 XX市威华电子XX 第7年XX工业仪器仪表XX 第5年XX徽宁电器仪表集团XX 第6年九纯健科技发展XX 第5年 XX钱江仪器仪表厂 第6年XX赛格电子市场捷信电子工 具展销柜 第3年 5、同行成功经验分享 网络上的一杆“秤”

智能仪器原理及应用

《智能仪器原理及应用》测试题 一、填空题（每空1分共25分） 1、模拟量输入通道包括、。 2、为了将A/D转换器中的运算放大器和比较器的漂移电压降低，常采用 技术。 3、克服键抖动常采用的措施、。 4、总线收发器的作用。 5、最基本的平均滤波程序是，改进型 有、、。 6、多斜式积分器有，其优点是，还有一种是，其作用是。 7、在通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块，通过软件来组合成各种功能的仪器或系统的仪器称为 或。 8、ADC0809，假定REF+=+5V，VREF-接地，则模拟输入为1V时，转换成的数字量为，若REF+=+2.5V，VREF-接地则模拟输入为1V时，转换成的数字量为 9、数字存储示波器可预置四种触发方 式、、、。 10、智能仪器自检方式有三种、、。 二、简答（每题5分共35分） 1、简述自由轴法测量原理。 2、系统误差的处理方法。 3、简述三线挂钩过程及作用。 4、智能仪器的设计要点。 5、若示波器屏幕的坐标刻度为8×10div，采用10位A/D，2K 存储器，则该示波器的垂直与水平分辨率各为多少？

6、简述线路反转法原理。 7、简述D/A双极性输出电路原理 三、综合 1、（20分）在一自动控制系统中，有温度、压力、流量三个待测量，试设计一测量电路，要求使用8位A/D，4位LED及相关逻辑电路。 （1）画出硬件连接图 （2）写出器件型号（CPU、A/D） （3）根据连接图，写出三通道的地址。 （4）简述测量过程。 2、（20分）下图为某一通用计数器框图 (1) 要测量10Hz的信号，试计算应选用的时标及闸门时间。 (2) 简述测量过程 (3) 其最大计数误差是多少？ (4)为减小误差，应采用什么方法？ 《智能仪器设计基础》试题 一、判断题（每题 2 分，共 20 分） 1. 因中值滤波满足比例不变性，所以是线性的滤波器。（） 2. 基准电压Vr 的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效果。（） 3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型，非线性校正精度与离散数据精度无关，仅与建模方法有关。（）

工业仪表智能化技术的现状及发展趋势分析

工业仪表智能化技术的现状及发展趋势分析 工业仪表智能化技术是集计算机应用、自动控制、电子、自动化仪表等于一体的跨学科的专业技术。近年来，随着微电子技术、计算机技术的高速发展，智能仪表在工业领域大量普及，呈现出生命力极强的发展前景。 一、工业仪表智能化技术概述 工业仪表“智能化”主要是采用超大规模集成电路和微处理器技术，使用嵌入式软件将“人工智能”、“专家控制”等理论方法和技术运用到仪表内部操作中，以实现工业仪表自主完成某些测量任务，甚至在相关程序的指导下实施某个预定控制动作，能进行较为复杂的计算和误差修正的数据处理。整体来说，即使得工业仪表拥有自主适应、自主学习、自主校正、自主协调、自主组织、自主修复等“拟人智能”的特性或功能。工业仪表智能化技术的应用，不仅能完成输入信号的非线性、压力与温度的补偿、零点错误、故障诊断、量程刻度标尺的变化等基本职能，还能在此基础上实现对工业过程的控制，不断拓展扩散控制系统的功能。这种以电子数字显示形式出现的智能产品，提升仪表性能的同时还能通过网络组成新型的过程来控制系统，更有利于信息通信。智能仪表具有科学自动的操作体系，是一个专用的微型计算机系统。通常情况下，硬件和软件共同构成智能化仪表，其中信号的输入通道、微控制器、标准通信接口、人机交换通道等构成智能化仪表典型的硬件部分。而软件部分则主要包括接口管理程序、监控程序及数据处理程序三大部分。 工业仪表智能化技术所具有的特点如下：首先，开发性强，可靠性高。微处理器与智能仪表的有机结合能够实现“硬件软化”，使用软件替代相关硬件来实现操作者想要的功能，需要对功能做出调整时，仅仅对程序做出适当改变便可。这就在一定程度上减少了元器件，降低了故障发生率，大大促进了仪表可靠性的提升。其次，性能好，精

电工仪器仪表行业分析与预测

电工仪器仪表行业分析 与预测 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

电工仪器仪表行业分析与预测 目前，国内电工仪器仪表产品的生产能力达到8000多万台（套），其中电能表产品的生产能力达到6000万台，安装式电表及便携式电表的生产能力达1500多万台，其他类产品生产能力在500 多万台（套）。中低档产品方面，如传统的电能表、安装式电表及便携式电表等生产能力过剩，而在中高档产品方面，如高准确度数字仪表、数字式测量仪器、自动测试系统等又与先进国家产品技术水平有差距，不能完全满足国内市场需求，需要进口。 1.市场需求分析 （1）需求特点 近年来，电工仪器仪表产品的市场需求总体上一直保持着增长趋势。改革开放以来，国家采取了进一步加大基础设施建设、扩大内需和拉动经济增长的方针政策，大规模投资城乡电网建设与改造，这给电工仪器仪表行业带来了不可多得的机遇，电工仪器仪表产品年需求增量都在3－5个百分点。 （2）各主要领域的需求结构

电工仪器仪表产品应用面极其广泛，电力部门是电工仪器仪表产品的第一大用户，其所应用的产品覆盖了全部电工仪器仪表的13类产品，特别是电能表、安装式电表、电量变送器等产品的最终用户几乎百分之百是电力部门。电力部门对电工仪器仪表产品需求量约占整个市场对电工仪器仪表产品需求量的90％，对电工仪器仪表产品的需求起着决定性作用，其余10％的需求来自于国民经济建设的其他领域。 （3）用户对主要产品的技术水平要求 电能计量仪器仪表与系统。目前，用户主要需求以86系列感应式电能表为主，电子式电能表（主要是单相）的需求呈快速上升趋势。“十五”期间，用户需求的感应式电能表的使用寿命将逐步达到25－30年，并具有6 倍以上的过载能力。电子式电能表的需求将进一步加强，单相电子式电能表、电卡式预付费电子式电能表、三相电子式多功能电能表及多费率电能表将是主要需要目标。高精度电能表主要应用于关口点或网口点，但由于其技术含量较高，目前大多从国外进口。采用集中自动抄表系统对各用电户实行远程抄表是一种发展趋势，自动抄表系统的需求也将上升。 安装式电表需求主要表现在产品的结构和精度上，提高产品的标准化、系列化、通用化水平，补齐品种和规格是当务之急的工作。对变换器式仪表及张丝广角等仪表的需求将逐步增加，数字安装式电表的需求也将逐步上升。

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

智能电力仪表市场分析报告

智能电力仪表市场分析报告 综述: 智能网络多功能电力仪表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的。它能测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度、谐波等。由于该电力仪表还具备完善的通信联网功能，所以我们称之为网络多功能电力仪表。智能网络多功能电力仪表具有很高的性能价格比，可以直接取代常规电力变送器及测量仪表。作为一种先进的智能化、数字化的前端采集元件，该系列网络仪表已广泛应用于各种控制系统（如：SCADA数据采集与监视控制系统、IPDS智能配电系统和EMS能源管理系统）中。 智能电网与物联网的提出，给智能电力仪表带来了新的发展与机遇。用户端的智能化建设从通常意义上讲主要分为智能配电系统、能源管理系统、智能楼宇系统，这三大系统的建设都离不开智能电力仪表。在不同的应用场合，功能可以有不同的组合，大致分三类仪表，即监控与保护仪表、电能分析与管理仪表、电气安全仪表。 1 国内市场发展状况 智能电力仪表在2000年左右进入中国市场，初期主要在电力、石化等高端用户使用，替代传统指针表和电量变送器，产品主要由国外著名电气公司提供。随着用户对用电可靠、安全、节约的要求提高，配用电系统智能化也越来越普及，从而推动了智能电力仪表的应用，

市场从原有的国外品牌一统天下，到目前国内外多品牌竞争的格局。我国市场上国外著名品牌主要以施耐德、西门子、溯高美为主，自主品牌主要为斯菲尔、安科瑞、珠海派诺等。其创立时间、主营产品以及市场定位见表1。 表1 电力仪表著名公司创立日期、主营产品及市场定位

注：数据来源为上述公司网站，经分析整理。 根据历年全国电工仪表行业统计数据表明，智能电力仪表行业年均增长在25%～35%之间，尤其2008年后，随着各项节能减排政策的出台，增速进一步提升。据2009～2010年中国电工仪表行业发展报告，2010年市场销售数量为230万台。

《智能仪器》课程教学大纲

附件一： 智能仪器教学大纲适用对象大学四年制本科 教研室主任时间 院（部）分管领导时间

智能仪器课程教学大纲 课程名称中文：智能仪器 英文：Intelligent Instruments 课程编号34612 开课学期第7学期总学时40 学分 2 教研室电子信息工程撰写人叶英植职称教授 一、 课程性质、教学目的与要求： 本课程为电子信息工程专业本科生专业课。通过本课程的学习，使学生了解智能仪器的工作原理，掌握智能型仪器仪表的硬件与软件的设计技术，为毕业设计及今后的工作打下较好的基础。 教学要求： 1．了解智能仪器硬、软件设计的特点及其发展方向； 2．掌握A/D、D/A、键盘、显示器等与微机的接口技术； 3．掌握测试数据的处理技术及提高智能仪器性能的有关技术； 4．掌握GP-IB接口管理程序及监控主程序的设计技术； 二、 教学内容： 第一章 绪 论 （一）概述 （二）智能仪器设计简介 本章基本要求：了解智能仪器的特点、组成、新发展及智能仪器设计要点和设计中 应注意的问题。（补充介绍智能仪器当前的科研动向） 本章的重点： 智能仪器设计要点及发展方向。 第二章 模拟放大器和ADC、DAC接口 （一） 概述 （二） 模拟信号放大电路 （三） DAC与微机的接口 （四） ADC与微机的接口 （五） 数据采集 本章基本要求：掌握放大电路、多路开关、采保器的设计及各种A/D、D/A与CPU的 接口技术及其软件编程。（补充介绍“虚拟仪器”设计） 本章的重点：各种A/D、D/A与CPU的接口技术及其软件编程。 本章的难点是：ICL7135 与单片机的接口及ICL7135与普通PC的ISA总线接口。 第三章测量算法与系统优化设计 （一）测量算法 （二）测量精确度的提高

机械制造的智能化技术发展趋势

编号：SY-AQ-06999 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 机械制造的智能化技术发展趋 势 Development trend of intelligent technology in mechanical manufacturing

机械制造的智能化技术发展趋势 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 随着经济的快速发展，计算机技术也不断创新，以往传统的制造方式被现代化智能制造技术所替代，各个国家均对制造技术产业投入巨大资金来实现新的技术创新，目前提出了多种新型智能化技术。在现代的制造行业中，数控技术作为核心技术，它将信息处理、微电子、计算机、数控检测等高科技技术融为一体，大大提高了生产效率，且具备了一定的精确度。这些革新对制造行业中自动化和智能化的实现提供了有利的条件。 我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础，目前，机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的，机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段，我国的机械工程发展趋势较为明朗，多管齐下，既有引进外国先进

技术水平，又有自身的探索与研发，还有政府的政策扶持，机械工程的发展处在十分有利的环境下，发展十分迅速。 机械智能化技术的应用 计算机集成制造技术被机械制造业普遍的认为是21世纪制造业内的最为主要的运营生产方式，此时的计算机集成制造是由多个相关联的分系统所组成，主要可分为管理信息系统、工程技术信息系统、自动化制造系统及质量信息系统，其中管理信息系统具体拥有的功能可分为生产管理、经营管理、人事管理、物料管理及财务管理等，是机械制造业运营生产中的各个管理环节相对应的信息系统；工程技术信息系统主要涵盖着计算机辅助设计功能、计算机辅助分析功能、借用计算机进行工艺过程的设计辅助功能、数据控制程序的编制功能等；自动化制造系统所具有的功能主要由在加工中心、自动装配、工业机器人、柔性制造及计算机数控等生产环节下的相应的处理及辅助功能；质量信息系统主要是借助计算机的辅助功能进行生产的机械产品质量的监测分析与控制，具体的技术应用形式是基于计算机辅助功能的质量监测、基于计算机辅助功能的质量控

《智能仪器》(第二版 程德福 林君)课后习题参考答案

智能仪器考试题型：名词解释、简答、简述、综合 没有给重点，但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的，所以我将大部分课后习题答案整理出来，仅供参考。难免有错误，望大家谅解并指出。 课后习题参考 第一章 1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想（课堂作业）。 解：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。 1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。 解：P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）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，具有一定智能的作用（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。 P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。 聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。 1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5

仪器仪表行业概况

仪器仪表行业概况 （一）仪器仪表行业市场需求对象及覆盖范围 仪器仪表应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面，在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。由于其地位特殊、作用大，对国民经济有巨大倍增和拉动作用，有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。具体的需求对象可以从以下几个方面进行表述： 1、在人类社会进入知识经济时代、信息技术高速发展的背景下，仪器仪表及其测量控制技术得到日益广泛应用，给仪器仪表行业的快速发展提供了良好契机。仪器仪表是信息产业的源头和组成部分，是信息技术的重要基础。钱学森院士对新技术革命有如下论述："新技术革命的关键技术是信息技术，信息技术是测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成，测量技术则是关键和基础。"国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。 2、仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制，是现代化大型重点成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示，随着装备水平的提高，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右；现代化的宝钢技术装备投资中，有1/3的经费用于购置仪器和自控系统。 3、高水平科学研究和高新技术产业的发展迅速提高了对仪器仪表的需求，仪器仪表在实施科教兴国、知识创新和技术创新的过程中，正发挥十分重要的作用。各项高水平的科学实验是不能离开科学仪器的，现代科学的进步也越来越依靠尖端仪器的发展。现代生物、医学、生态环境保护、新材料（纳米材料等）、现代农业的发展等，同样是建立在尖端精密仪器科技的发展基础上。 4、仪器仪表已成为现代国防建设技术装备的重要组成部分，我国航天工业的固定资产1/3是仪器仪表和计算机；运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右；导弹的高精度制导、控制，航天精纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。 5、仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、依法治国并实施有关法律（质量、商检、计量、环保等）的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。 （二）行业分类 按照新修订的《国民经济行业分类》国家标准（GB/T4754-2002），仪器仪表大行业包括工业自动控制系统装置、电工仪器仪表、绘图、计算及测量仪器、实验分析仪器、试验机、供应用仪表及其他通用仪器制造、环境监测专用仪器仪表、汽车及其他用计数仪表、导航、气象及海洋专用仪器、农林牧渔专用仪器仪表、地质勘探和地震专用仪器、教学专用仪器、核子及核辐射测量仪器、电子测量仪器、其他专用仪器、钟表与计时仪器、光学仪器、其他仪器仪表的制造及修理、衡器、医疗诊断监护及治疗设备等20个小行业。按产品的主要服务对象和领域分，通常把仪器仪表大行业概括为生产过程测量控制仪表及系统、科学测试仪器、专用仪器仪表、仪表材料和元器件四大类。 我国仪器仪表行业的分布以机械系统开发生产通用仪器仪表为主，信息产业部、教育部、

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。

机械制造的智能化技术发展趋势(新编版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 机械制造的智能化技术发展趋势 (新编版)

机械制造的智能化技术发展趋势(新编版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 随着经济的快速发展，计算机技术也不断创新，以往传统的制造方式被现代化智能制造技术所替代，各个国家均对制造技术产业投入巨大资金来实现新的技术创新，目前提出了多种新型智能化技术。在现代的制造行业中，数控技术作为核心技术，它将信息处理、微电子、计算机、数控检测等高科技技术融为一体，大大提高了生产效率，且具备了一定的精确度。这些革新对制造行业中自动化和智能化的实现提供了有利的条件。 我国机械工程智能化的现状 上世纪科学技术的快速发展为现阶段机械工程的发展奠定了良好的基础，目前，机械工程的知识体系日趋成熟。而智能化是研究者根据人类大脑的构造与功能研究出来的，机械工程的智能化主要目的在于结合人脑的特点实现用机械替代部分的人工劳动。现阶段，我国的机械工程发展趋势较为明朗，多管齐下，既有引进外国先进技术水平，又有自身的探索与研发，还有政府的政策扶持，机械工程的发展处在

《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

智能仪器仪表及其发展趋势

智能仪器仪表及其发展趋势 随着社会科技的不断发展，计算机网络技术迅速发展，从而带动了仪器仪表技术的发展，使仪器仪表设备逐渐的趋近智能化，以计算机技术为主体，将计算机技术与相应的检测技术相互结合，以此来组成智能仪器仪表。智能仪器仪表具有很强的优点，有效的解决了传统仪器仪表所不能够解决的问题，并且这种智能仪表在一定程度上简化了电路，提高了仪表的可靠性，使其能够更加的精确，并且性能也有所提高，从而达到了多功能的目标。在很多的领域中都得到了广泛的应用。 1 智能仪器仪表的工作原理 智能仪器仪表的工作原理主要是，传感器将收集到的测量信息经过处理之后，转化为相应的电信号，并且经过过滤将干扰消除，再送入多路模拟开关。并且由单片机选通相应的模拟开关，将其送入相应的输入通道，并且送入了程控增益放大器，在进行放大之后，经过转化器，转换成相应的脉冲信号，将其送入到单片机中。单片机根据相应设定的数值，对数据进行吸纳供应的处理，并且将运算的结果转化为相应的数据进行显示打印。另外单片机将运算的结果存储在闪速存储器中，利用相应的设定的参数进行运算，并且根据相应的运算的结果以及要求，来输出控制信号。 2 智能仪器的功能特点 随着社会信息技术的发展，集合了多种功能的单片机也随之出现，将单片机作为主体，与计算机技术结合在一起，因此来组成了智能化的控制系统，被称为智能仪器，智能仪器的特点主要有：（1）操作自动化，对于智能仪器仪表来说，在整个操作的过程，都是实行自动化操作管理，比如在测试过程中的键盘扫描、量程选择以及开关的启动闭合等，都是利用计算机来实现测量过程中的自动化管理；（2）智能仪器仪表设备具有自测功能，可以进行故障的自动检测、自动校准以

电工仪器仪表行业现状及发展前景

1、电工仪器仪表行业现状及发展前景 我国的电工仪器仪表行目前已经形成门类齐全，具有较强研发实力的全球规模最大的电工仪器仪表产业集群，产品国内市场占有率超过90%，并有10%以上的产品出口，形成了一定的国际竞争能力。特别是在中低档产品方面，如传统的电能表、安装式电表及便携式电表等，我国的生产能力和生产技术都已经有相当的高度；但在中高档产品方面，如高准确度数字仪表、数字式测量仪器、自动测试系统等，与先进国家产品技术水平仍有一定差距。 2、电工仪器仪表行业发展前景 我国电工仪器仪表产品是国内仪器仪表行业中惟一进口较少的产品，并且有一定批量出口。一些企业在高技术含量产品上加大投入力度，开发能力逐步提高。质量管理体系逐步完善，并取得国际认证。企业兼并组合后形成规模化，成本逐步降低。行业中量大面广的产品是电能表、安装式电表及便携式电表等，这些产品都属于劳动技术密集型产品，我们现有的技术水平完全能够满足国内市场的需求，而且由于国内劳动力资源丰富，工资较低，因而产品有极强的价格优势，完全可以在国际竞争中占据主动。所以，行业内的专家分析，今后2-3年，我国电工仪器仪表的出口量将继续保持增势，针对东南亚、南美等发展中国家的出口将继续增加。 3. 阿里巴巴关于“电工仪器仪表”买家分布情况 内贸方面，在alibaba 买家分布中，广东、浙江、江苏买家数占 48%，其市场开发潜力巨大。 电工仪器仪表 买家分布 北京6% 上海6% 湖北3%其他省份19%安徽4%福建4% 湖南 5%山东 5% 江苏9% 广东26% 浙江13% 广东浙江江苏北京上海山东湖南福建安徽湖北 其他省份 4. 阿里巴巴电工仪器仪表企业概况 目前通过阿里巴巴搜索“电工仪器仪表”有124306条产品供应信息，这些企业中有很多实现了从做网站、做推广、找买家，谈生意、成交等一站式的业务模式。当前有效求购“电工仪器仪表”的信息已达到706条（数据截止2008-10-23）。如下图所示：

智能仪器课后习题答案解析

智能仪器课后习题答案 1—１你在学习和生活中,接触、使用或了解了哪些仪器仪表?它们分别属于哪种类型?指出他们的共同之处与主要区别．选择一种仪器,针对其存在的问题或不足，提出改进设想 参考：就测量仪器而言,按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。 1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化＂的层次。 P２智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物,是含有微型计算机或微处理器的测量(或检测）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,具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等),因而被称为智能仪器。 P5—Ｐ６智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。 聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础(也可能计算机技术和信号处理技术).特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外,主要特点是应用了计算机及信号处理技术,这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能．模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法,这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估,可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差(静态或动态误差)进行补偿。高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力． １-３仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P３-5 （１)仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节,仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一(2)先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。(3)仪器是信息的源头技术 总之,科学仪器作为认识世界的工具,是国民经济的“倍增器”、科学研究的“先行官”、现代战争的“战斗力”、法庭审判的“物化法官”,其应用遍及“农轻重、陆海空、吃穿用”. 1-４简述推动智能仪器发展的主要技术。P8 (１）传感器技术（2)A／D等新器件的发展将显著增强仪器的功能与测量范围(3)单片机与ＤSP的广泛应用（4)嵌入式系统和片上系统(SOC）将使智能仪器的设计提升到一个新阶段（５)ＡSIC、FPGA/CＰLD即使在智能仪器中广泛使用(6)LabVIEW等图形化软件技术(７)网络与通信技术 1-5 学过的哪些课程为智能仪器设计奠定基础,回顾其主要内容。 1-6 智能仪器有哪几种结构形式？对其做简要描述。P6 从智能仪器的发展状况看来,其结构有两种基本类型,即微机内嵌式和微机扩展式。 微机内嵌式智能仪器是将单片或多片的微处理器与仪器有机的结合在一起形成的单机。（微处理器在其中起控制和数据处理作用。其特点主要是：专用或多功能;采用小型化、便携或手持式结构；干电池供电;易于密封,适应恶劣环境,成本较低.）微机扩展式智能仪器是以个人计算机(PC）为核心的应用扩展型测量仪器。（PCI

机械智能化的发展趋势

机械智能化的发展趋势 社会学家、经济学家、未来学家关于21世纪的经济特征问题有过许多不同的说法。我国学术界通常把21世纪的经济称为“新经济”。尽管关于经济形态的提法各异，但关于未来经济特征的看法却是相同的，即“人类正在步入一个以智力资源的占有、配置，知识的生产、分配、使用(消费)为最重要因素的经济时代”。这就是说，未来的经济就其本质而言是智力经济。经济的需求及其发展趋向，必然对科学技术产生巨大的影响。“新经济”对智力的需求，必然带来各经济部门智能化的发展趋向及各科学技术部门对智能化的研究。这种研究与应用是相互促进、相互影响、共同发展的。 每个时期都有该时期的中心科学技术。科学家预测21世纪中叶以前，信息科学技术是中心科学技术。从21世纪30年代开始，中心科学技术将逐渐转移到生物科学技术(包括生命科学技术)。而到本世纪中叶以后，将有可能以认知科学技术为中心，把信息科学技术、生命科学技术和系统科学技术等高新科学技术结合起来，形成智能(认知)科学技术群。随着认知科学的深入研究，人们将逐渐搞清人类智能的机制，在此基础上，智能科学技术将会得到充分发展。用机器辅助和代替人的体力劳动早已实现了，但用机器辅助和代替人的脑力劳动却困难得多，现在才刚刚开始。如果后者真正实现了，人类社会的经济、文化、科学、技术就会产生更大的飞跃，人类文明必将达到一个新的阶段。 1、智能化是信息科学技术的发展方向 人类生活质量提高的方向正由物质方面转向精神方面，即从衣食住行的物质方面转向教育、科技、体育、医疗、旅游、文化、艺术等精神方面。即使在衣食住行的物质方面，也愈来愈多地增加了精神因素。这就是说，信息科技的发展及其应用要愈来愈多地考虑满足人们精神方面的需求，即愈来愈多地考虑智力方面的因素。此外，社会的发展是建立在人类群体活动的基础上的，群体的活动是在智力信息交流和协同的基础上发展的，所以推动人类社会发展就必然地要使这种智力信息的交流和协同日益发展。 现代计算机与通信科学技术是信息科学技术的核心，目前正沿着数字化、微型化、个性化、交互式、移动式、集成式、网络化、智能化的方向发展。现代智能化通信设备、各种智能化的家用电器、电子商务、网上教育、网上设计、虚拟企业……甚至遥控做医疗手术都大量应用着智能化技术。许多国家还提出建立智能因特网、制造智能计算机的任务。可以毫不夸张地说，信息化、网络化的实质就是智能化。 我们还可以看到实现信息化、网络化的工具是智能化的。在现代信息科学技术中，愈来愈多地使用了自然语言识别与理解、图像识别与处理、计算机视觉、机器人规划、多信息传感与控制、知识的表示、获取与处理、推理与求解、专家系统、智能控制等人工智能技术。尽管近年来人工智能的研究还没有产生重大的突破，但是随着认知科学与智能技术的发展，人工智能技术将会愈来愈多地应用于信息科学技术。 2、智能化是生命科学技术的发展方向 人脑是人体智能系统的“司令部”，脑科学是生命科学的核心，智能化也是生命科学技术的发展方向。人脑的研究将形成智能科学技术，它是带动21世纪基础科学研究的科学。 由于人脑非常复杂，任何机器都不可能完全代替人脑。目前，对人脑的研究尚不充分，人脑的记忆、思维、想像、情感的奥秘远未揭开。在人类智能尚不清楚的条件下，不可能搞清什么是机器智能、什么是智能机器。我们只能使机器智能不断接近人类智能和模拟人类智能，而永远不能使机器智能等同于人类智能，进而代替人类智能。但是部分模仿人脑功能、辅助人类智能、甚至促进人类智能发展的机器却是可以实现的，也是应当大力加以研究的。