智能仪器的发展趋势

智能仪器仪表具有体积小，功能强大，功耗低的优点，已广泛应用于家用电器，科研单位和工业企业. 智能仪表的工作原理是: 传感器获取被测参数的信息，并将其转换为电信号，经过滤波消除干扰后发送至多路模拟开关. 单通道门控模拟开关将每个输入通道的信号一一发送到程序控制. 增益放大器，将放大后的信号通过模数转换器转换为相应的脉冲信号，并发送至单片机；单片机根据仪器设定的初始值进行相应的数据计算和处理（如非线性校正等）. 结果转换成相应的数据以显示和打印；同时，单片机将运算结果与存储在片上flashrom（闪存）或epro2prom（电可擦除存储器）中的设置参数进行比较，然后根据计算结果和控制要求，输出相应的控制信号（例如报警装置和继电器触点的触发）. 此外，智能仪器还可以与PC组成分布式测控系统. 单片机用作下位机，收集各种测量信号和数据，信息通过串行通讯传输到上位机，即PC，由PC进行全局管理.

智能仪器开发概述

在1980年代，仪器中使用了微处理器，仪器的前面板开始朝键盘方向发展，并且测量系统通常通过ieee-488总线连接. 已经开发出不同于传统独立乐器模型的个人乐器.

1990年代，仪器仪表的智能化表现在以下几个方面: 微电子技术的进步对仪器仪表的设计产生了更深远的影响. dsp芯片的问世大大增强了仪器的数字信号处理功能. 微型计算机仪器的发展使仪器仪表具有更强的数据处理能力. 增加图像处理功能很普遍； vxi总线被广泛使用.

近年来，智能测控仪器的发展特别迅速. 各种智能测控仪器已出现在国内市场，例如，具有自动差压补偿功能的智能节气门流量计，具有程序温度控制功能的智能多段温度控制器，数字PID和各种智能调节器. 具有复杂的控制律和能够分析和处理各种光谱的智能色谱仪.

世界上有许多种智能测量仪器. 例如，美国霍尼韦尔公司生产的dstj-3000系列智能变送器可以对压差值的状态进行复合测量，并且可以测量变送器主体的温度和静压. 可以实现自动补偿，精度达到0.1％fs；美国raca-dana公司的9303超高电平仪使用微处理器消除了流过电阻的电流产生的热噪声，测量电平可低至-77db；美国Fluke公司生产的超级校准器5520a，内部使用三个微处理器，其短期稳定性达到1ppm，线性度可以达到0.5ppm；美国Foxboro公司生产的数字自调整调节器使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节调节器. 这种调节器特别适用于对象频繁或非线性变化的控制系统. 由于此调节器可以自动调节调节参数，因此整个系统在生产过程中始终可以保持最佳质量.

智能仪器的发展趋势

小型化

微智能仪器是指微电子技术，微机械技术，信息技术等在仪器生产中的综合应用，使仪器成为小型，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，与其他仪器的接口以及与人的交互的功能. 随着微电子机械技术的不断发展，微智能仪器技术不断成熟，价格不断下降，因此其应用领域也将不断扩大. 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，生物技术和医疗领域也发挥着独特的作用. 例如，目前，有必要同时测量患者的几个不同参数并控制某些参数. 通常，将几根管插入患者体内，这增加了患者感染的机会. 小型智能仪器可以同时测量多个参数. ，并且体积小，可以植入人体，从而解决了这些问题.

化

本身就是智能仪器的特征. 例如，为了设计具有更快速度和更复杂结构的数字系统，仪器制造商制造了具有函数的函数发生器，例如脉冲发生器，频率合成器和任意波形发生器. 该综合产品不仅具有比专用脉冲发生器和频率合成器更高的性能（例如精度），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

人工智能是计算机应用的崭新领域. 它使用计算机模拟人类智能，并用于机器人技术，医学诊断，专家系统和推理证明. 智能仪器的进一步发展将包含一定数量的人工智能，即取代人脑的一部分工作，从而在视觉上（图形和颜色识别），听觉（语音识别和语言理解），思维（推理） ，判断力，学习能力和联想能力）.

通过这种方式，智能仪器可以自动完成检测或控制功能，而无需人工干预. 显然，人工智能在现代仪器中的应用不仅使我们能够解决传统方法难以解决的一类问题，而且还希望能够解决传统方法根本无法解决的问题.

融合ISP和发射技术以实现仪器系统的Internet访问（联网）

随着网络技术的飞速发展，互联网技术逐渐渗透到工业控制和智能仪器系统设计领域，以实现基于智能仪器系统的基于Internet的通信功能并远程升级设计的智能仪器系统，功能重置和系统维护.

系统内编程技术（in-systemprogramming，简称isp技术）是用于修改，配置或重组软件的最新技术. 这是晶格半导体公司首次提出的，使我们能够在产品设计和制造过程中的每个环节（甚至在产品售出后）随时执行其设备，电路板或整个电子系统的逻辑和功能. 给最终用户. 用于配置或重组功能的最新技术. isp技术消除了传统技术的某些局限性和连接缺陷，并有利于电路板的设计，制造和编程. isp硬件灵活且易于修改软件，易于设计和开发. 由于可以像在任何其他设备上一样在印刷电路板（pcb）上处理isp设备，因此只要通过pc机，嵌入式系统执行对isp设备进行编程就不需要特殊的编程器和更复杂的过程. 处理器甚至Internet远程网络编程.

嵌入式嵌入式微型Internet互连技术是emware公司在建立eti（扩展互联网）以扩展Internet联盟时提出的. 它是一种将嵌入式设备（例如单芯片计算机）连接到Internet的技术. 利用该技术，可以将8位和16位单芯片系统连接到Internet，以实现诸如远程数据收集，智能控制以及基于Internet的数据文件的上载/下载等功能.

目前，美国的Connectone，Emware，Tasking和国内的p＆s公司都提供基于Internet的设备联网软件，固件和硬件产品.

虚拟仪器是智能仪器开发的新阶段

测量仪器的主要功能由三部分组成: 数据采集，数据分析和数据显示. 在虚拟现实系统中，数据分析和显示完全由PC的软件完成. 因此，只要提供附加的数据采集硬件，就可以将其与PC组合在一起形成测量仪器. 这种基于PC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，就可以获得功能完全不同的测量仪器. 可以看出，软件系统是虚拟仪器的核心智能仪器仪表，“软件就是仪器”.

传统的智能仪器主要在仪器技术中使用某种计算机技术，而虚拟仪器则强调在通用计算机技术中对仪器技术的吸收. 作为虚拟仪器核心的软件系统具有性，普及性，可视性，可扩展性和可升级性，可以为用户带来巨大的利益. 因此，它具有传统智能仪器无法比拟的应用前景和市场.

结论

智能仪器是新兴技术的结合智能仪器仪表，例如计算机科学，电子学，数字信号处理，人工智能，VLSI和传统仪器技术. 随着专用集成电路，个人仪器和其他相关技术的发展，智能仪器将得到更广泛的应用. 单芯片计算机技术是智能仪器的核心组成部分，是智能仪器向小型化，化和灵活性化发展的动力. 可以预见，具有各种功能的智能仪器将在不久的将来广泛应用于社会的各个领域.

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