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2024年1月24日发(作者：未启用对服务器的远程访问)
智能仪器定义：含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑判断、自动化操作及与外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。
智能仪器的典型结构：智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它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。
主机电路：用来存储程序、数据并进行一系列 运算和处理。通常由微处理器、程序存储器及输入/输出接口电路等组成，或者它本身是一个单片微型计算机。
模拟量输入/输出通道：主要由AD转换器、DA转换器和有关模拟信号处理电路等组成。
人机接口电路：作用是沟通操作者和仪器之间的联系主要由仪器面板中的键盘和显示器组成。
通信接口电路：用于实现仪器与计算机的联系以便是仪器可以接受计算机的程序命令。
智能仪器的软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序，其内容包括：通过键盘输入命令和数据，以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置；根据仪器设置的功能和工作方式，控制IO接口电路进行数据采集、存储；按照仪器设置的参数，对采集的数据进行相关处理；以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。
接口管理程序是面向通信接口的管理程序，其内容是接收并分析来自通信接口总线中的远控命令，包括描述有关功能、操作方式与工作参数的代码；进行有关数据采集与数据处理；通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理结果及仪器现行工作状态信息。
智能器的主要特点：
1智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而是仪器面板的布置和仪器内部的有关部件的安排不再互相限制和牵连。2微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。3智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动化测量水平。4智能仪器具有友好的人机对话的能力，使用人员只需要通过键盘打入命令，仪器就能实现某种测量和处理功能。5智能仪器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口，是智能仪器具有可程控操作的能力。
AD转换器的技术指标：
1分辨率与量化误差。分辨率是衡量AD转换器分辨输入模拟量最小变化量得技术指标。量化误差是由于AD转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样而引起的误差，其大小在理论上为一个单位。2转换精度，反映了一个实际的AD转换器与一个理想的AD转换器在量化值上的差值，用绝对误差或相对误差来表示3转换速率是指ＡＤ转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。4满刻度范围，又称满量程输入电压范围，是指ＡＤ转换器所允许最大输入电压范围。
AD转换器的分类：
1逐次比较式AD转换器的转换时间与转换精度比较适中，转换时间一般在微秒级，转换精度一般在0.1%上下，适用于一般场合。2积分式AD转换器的核心部件是积分器，因此速度较慢，其转换时间一般在ms级或更长。但抗干扰性能强，
转换精度可达0,01%或更高。适于在数字电压表类仪器中采用.3并行比较式又称闪烁式，由于采用并行比较，因而转换速率可以达到很高，其转换时间一般在ns级，但抗干扰性能较差，由于工艺限制，其分辨率一般不高于8位。这类转换器可用于数字示波器等要求转换速度较快的仪器中。
双积分式AD转换器的优缺点：
1抗干扰能力强2性能价格比高。缺点：速度较慢，一般情况下每秒转换几次，最快每秒20余次。除此之外，积分器比较器的失调偏移不能在两次积分中抵消，会造成较大的转换误差。
DA转换器的主要技术指数
1分辨率，定义：当输入数字发生单位数码变化时所对应模拟量输出的变化量。2转换精度3转换时间。4尖锋误差：是指输入代码发生变化时使输出模拟量产生尖峰所造成的误差。
键盘与微处理器的接口包括硬件和软件两部分。硬件是指键盘组织，即键盘结构及其与主机连接的方式。软件是指对按键操作的识别与分析，称为键盘管理程序。
键盘管理程序的任务：1识键：判断键是否按下。2译键，识别出哪一个键被按下并求出按下键的值。3键值分析：根据键值，找出对应处理程序的入口并执行之。
键盘按其工作原理可分为编码式键盘和非编码式键盘。
编码式键盘是由按键键盘和专用键盘编码器两部分构成
非编码式键盘不含编码器，当某键被按下时，键盘智能送出一个简单的闭合 信号，对应按键代码的确定必须借助于软件来完成。
非编码式键盘又可分为：独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘
1独立式键盘结构特点是一键一线，即每一个按键单独占用一根检测线与主机相连。优点：键盘结构简单，各测试线相互独立，所以按键识别容易；缺点是占用较多的检测线，不便组成大型键盘.2矩阵式键盘结构特点是把检测线分成两组，一组为行线，一组为列线，按键放在交叉点上。优点：键盘规模越大，矩阵式优点越显著，当按键数目大于8时一般采用矩阵式。3交互式键盘结构特点是，任意两根检测线之见均可以放置一个按键。交互式所占用的检测线比矩阵式还要少，但是要求检测线是具有位控功能的双向ＩＯ端口线。
键盘的工作方式：编程扫描工作方式、中断工作方式和定时扫描工作方式。
键抖动及消除方法：１、硬件电路消除法，利用ＲＳ触发器里吸收按键抖动。２、软件延时法
ＬＥＤ显示具有工作电压低、体积小、寿命长、响应速度快、颜色丰富等特点。种类有：单个、七段、点阵式等。七段显示器由数个ＬＥＤ组成一个阵列，并封装于一个标准的外壳中。点阵式是以点阵式进行显示的，因而显示的符号比较逼真，但不足之处是接口电路及控制程序比较复杂。
七段显示系统有静态显示和动态显示之分
静态：每位显示器都应有各自的锁存器、译码器与驱动锁存器，用以锁存各自待显示数字的ＢＣＤ码或段码，因此，静态显示系统在每一次显示输出后能够保持显示不变，仅在待显示数字需要改变时，才更新其数字显示器中锁存的内容。优点：占用机时少，显示稳定可靠。缺点：显示位数多时，占用的ＩＯ口较多。
动态：微处理器或控制器应定时地对每个显示器进行扫描，显示器件分时轮流工作，每次只能使一个器件显示，但由于人的视觉暂留现象，仍感觉所有的器件同时显示。优点是使用硬件少，占用ＩＯ口少。缺点是占用机时长，只要不执行显
示程序，就立刻停止显示。
常用的仪器标准接口有：GP-IB，CAMAC，RS-232，USB
GPIB标准包括接口与总线两部分；其中接口部分是由各种逻辑电路组成，与各仪器装置安装在一起，用于对传输信息进行发送、接收、编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用做传输各种消息。
GPIB的基本特性如下：
1可以用一条总线互相连接若干台装置，以组成一个自动测试系统。系统中装置的数目最多不超过15台，总线的长度不超过20m
2数据传输采用并行比特、串行字节双向异步传输方式，其最大传输速率不超过1M字节每秒。
3总线上传输的消息采用负逻辑。低电平为逻辑1，高电平为逻辑0
4地址容量。单字节地址：31个讲地址，31个听地址；双字节地址：961个讲/听地址。
5一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。
串行通信总线
串行通信是指将构成字符的每个二进制数据位，依照一定的顺序逐位进行传输的通信方式。
数据的串并行转换可以用软件和硬件两种方法来实现。硬件方法是使用了移位寄存器。
根据时钟控制数据发送和接收的方式，串行通信分为同步和异步两种
同步通信，串行数据在发送和接收两端使用的时钟应同步
异步通信，只要求发送和接收两端的时钟频率在短期内保持同步
同步与异步相比较，有点是传输速度快。不足之处是，同步通信的实用性将取决于发送器和接收器保持同步的能力。异步通信传输速度较慢，但若在一次串行数据传输过程中出现错误，仅影响一个字节数据。
串行通信协议，即采用统一的数据传输格式、相同传输速率、相同的纠错方式等。
RS232C标准采用25针连接器，规定DTE应该配插头，DCE应该配插座。使用正负15V电源，并采用负逻辑。基本传输信号有TxD,RxD,GND
智能仪器的自检方式有三种类型：1、开机自检2、周期性自检3、键控自检。自检内容包括rom、ram、总线、显示器、键盘以及测量电路等部件的检测。
提高仪器精度的方法：采用多次测量减小随机误差，利用误差模型（或校正数据表，曲线拟合）修正系统误差，去除粗大误差；采用数字滤波的方法（中值滤波，平均滤波程序（去极值平均滤波，移动平均滤波，加权平均滤波），低通数字滤波）：
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