智能仪器设计论文

福建电力职业技术学院

课 程 设 计

课程名称： 《智能仪器》

题目： 基于SCT89C52的电子秤设计

专业班次： 10（三）电气1班 姓 名： 黄锦裕 学 号： 201001033115 指导教师： 徐志保 讲师 学 期： 2011-2012学年第2学期 日 期： 2012.3

目 录

1. 引言…………………………………………….…………….……………...….1

1.1本设计意义……………………………………………………………………………………x 1.2本设计任务和主要内容…………………………….…………..…………..…………..…….x

2. 硬件设计……………………………………………………..…………...….....x

2.1系统组成框图…………………………………….…………...……………………………...x 2.2分模块介绍…………………………………….……………………………………………..x

3. 软件设计…………………………………….………………………………....

智能仪器设计报告

学号： 专业： 日期：

姓名：

电子信息工程 2014-xx-xx

南京理工大学紫金学院电光系

目 录

一、绪论........................................................................3 二、摘要........................................................................3 三、实验内容................................................................4

3.1 实验任务与要求.................................................4 3.2工作原理.............................................................5 3.3软硬件设计.........................................................5 四、总结.

《智能仪器设计基础》试题及答案

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 ）

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。（ 1）

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。（ 2）

4. RS232 通信采用的是TTL电平，因此它的传输距离比485 短。（ 2）

5. USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。在自供电模式下，USB设备不需要任何外接电源设备。（ 2）

6. LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式，这两种驱动方式可在使用时随时改变。 （ 2）

7. 智能仪器中的噪声与干扰是因果关系，噪声是干扰之因，干扰是噪声之果。 ( 1) 8. 软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。（ 2）

9. RAM 测试方法中，谷值检测法无法检测 “ 粘连 ” 及 “ 连桥 ” 故障。（2 ） 10.曲线拟合要求 y=f（ x ）的曲线通过所有离散点（ x i ， y i ）。（ 2） 二、选择题（每题 2 分，共 20 分）

1. 多通道数据采集系统的框图如下图所示。其中（ 1 ）~（

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书 程德福 《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

赵茂泰 《智能仪器原理及应用》（第三版） 电子工业出版社

第1章 概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点 考试题（任选一题，10分）

1 智能仪器的含义是什么？它的主要特点是什么？ 2 智能仪器设计的一般过程有哪些？

第2章 数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计 考试题（任选一题，20分）

1 设计一个MCS-51单片机与MC14433的接口电路，要求采用中断方式控制A/D转换，画出接口电路图并编写相应的控制程序

2 设计一个MCS-51单片机与D/AC0832的接口电路，已知：单片机CLK为12MHz，D/A转换器的地址为7FFFH，当输入数字范围为00H至FFH时，其输出电压范围为0-5V。画出接口电路图并编写相应的控制程序（输出2个周期的锯齿波） 第3章 人机接口

本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏

考试题（30分）

1 设计MCS-5

北京理工大学珠海学院

《精密仪器/智能仪器课程设计》教学大纲 课程编号： 01110630

课程名称：精密仪器/智能仪器课程设计 Precision instruments/Intelligent instrument design course

学分： 2.0 学时： 32

一、目的与任务

为实现培养目标，本实践教学环节的目的与所承担的任务是：通过实践环节培养、提高和检验学生进行精密仪器/智能仪器的设计与开发的能力。

设计题目：医疗点滴监测报警系统的设计

基本设计任务：必做。

1.能够判断有无药液（以自来水替代）液滴滴下，当出现在连续的5秒内无液滴滴下时能声音报警（蜂鸣声）。

2.能够判断药液滴速是否正常（40~60滴/分钟），当出现超出正常滴速范围时能声音报警（蜂鸣声）。

3.能够显示滴速值，可以是数码管显示，也可以是液晶显示。

拓展设计任务：选做。

1.声音报警功能拓展为语音报警：“请注意现在无药液滴下，须立即告知护士”，可手动停止语音报警。

2.可以设定和修改正常的滴速范围。

3.可以恒温加热液滴（防止冬天因太凉而引起血管痉挛）。

4.其它拓展功能。

三、考核与成绩评定

考核性质：考查课，五级制

考核形式：操作与报告结合

考核模式：过程考核模式

成绩评定办法：

总成绩=考勤

1、智能仪器的发展趋势

（1）微型化 （2）多功能化 （3）人工智能化 （4）网络化

2、智能仪器的分类、组成和特点

（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。

（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。

1操作自动化 ○2具有自测功能 ○3具有数据分析和处理功（3）智能仪器的特点○

4具有友好的人机对话功能 ○5具有可程控操作能力 能 ○

2.1常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？

答：类型（1）并联比较型A/D转换器 （2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器 （4）￡-△调制型A/D转换器

1转换速度快，2精度、特点： ○随着转换位数的增加，所需的硬件个数多 ○速度、

3精度高、4和价格均适中，抗干扰能力差○抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○

具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化

2.4模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。

答：（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。

1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同（2）多通道结构：○

2多通道共

《智能仪器原理与设计》教学大纲

课程代码： 31040180

学位课程/非学位课程：非学位课程 学时/学分：46/3（其中实验8学时）

先修课程：《电子技术基础》、《传感器原理与应用》、《微机原理与接口技术》 适用专业：电子信息工程专业 课程简介：

本课程是电子信息工程专业的主干专业课。本课程介绍智能仪器的特点、技术标准、发展概况、基本构成和先进控制技术。本课程还着重介绍了智能仪器的设计思想和设计方法。

一、教学目标 1、知识水平教学目标

掌握智能仪器的输入输出通道及接口技术、常用组件的原理及性能指标；理解智能控制系统误差的形成原理及自动校准和自诊断技术、基本抗干扰技术；

2、能力培养目标

在学习电子技术基础，传感器原理及微机原理等技术基础课程的基础上，了解智能仪器的概念及其设计内容，学会利用单片机设计智能仪器的各种功能模块，了解每个环节上的抗干扰措施。以便今后能从事智能仪器的设计、研发工作。

3、素质培养目标

（1）求实精神：通过本课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。

（2）创新意识：通过学习，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望，以及敢于向旧观念挑战的精神。

二、教学重点与难点

1、教学重点：掌握智能仪

智能仪器平时作业

第一次作业：

1. 画出数据采集系统的几种基本结构形式，并说明其特点和使用场合。

2. 一个数据采集系统的采样对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是±1℃和±3%，每10分钟采集一次数据，假设传感器和放大器占总精度的90%，且已满足要求，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案，画出原理框图，并验算A/D转换器的精度是否满足设计要求。

3. 假设差动变压器的激励频率为2KHz，用它测量最高变化频率为400Hz的位移信号，要求：设计采集差动变压器输出信号的数据采集系统（画出原理框图），并估算系统的最高采样频率，该采样频率是否能够满足要求？

第二次作业：

1. 键盘有哪几种组成方式？各有何特点？

2. 智能仪器中常用的LCD显示器有哪几种？对比它们的特点和使用场合，并分别给出至少一种LCD模块型号。

3. 试设计两台智能仪器之间利用RS-485串行通信标准进行通信的电路原理图。（思考题）

4. 写出复合滤波算法的原理，并说明其滤波作用和使用场合。

5. 产生零位误差的原因有哪些？产生增益误差的原因有哪些？简述校正方法。 6. 对于P123页表4-1的数据表，若某时刻测的热电偶的输出电压为8.7mv，试用非线性标度变换

智能仪器实习报告

课题名称 虚拟数字电压表的设计 院 （系）电气工程与控制科学学院专 业 测控技术与仪器 姓 名 _____________ 学 号 _____________ 起止日期 2017/5/10-2017/5/18 指导教师 蒋 书 波

2017 年 5 月 18 日

一、实训要求

在LabVIEW平台下，掌握虚拟数字电压表的前面板设计和框图程序设计。了解被测信号的种类，保证电压测量的精确度。

二、实训目的

1、数字电压表的功能。

2、虚拟数字电压表的前面板设计。 3、虚拟数字电压表的框图程序设计。 4、软件调试及误差分析。 5、电压测量值的存储。

三、实验原理

电压是电路中常用的电信号，通过电压测量，利用基本公式可以导出其他的参数。因此，电压测量是其他许多电参数和非电参数量的基础。测量电压相当普及的一种测量仪表就是电压表，但常用的是模拟电压表。模拟电压表根据检波方式的不同。分为峰值电压表、均值电压表和平均值电压表，它们都各自做成独立的仪表。这样，使用模拟电压表进行交流电压测量时，必须根据测量要求选择仪表。另外，多数电压表的表头是按正弦交流有效值刻度的，而测量非正弦波

实验一：电压数据采集电路的设计与仿真

一、实验目的

1.学习数据采集电路的设计与仿真方法； 2.掌握测量放大器的调试方法； 3.学习Multisim 的使用方法

二、设计的原理

图1是欲设计的电压数据采集电路的原理图。图中，电压信号施加在测量放大器的两个输入端，经测量放大器放大后输出，输入到模数转换器的输入端。由图可以看到：+5V的电源经3个电阻分压，输入到模数转换器的参考电压端；+5V的电源经3个电阻分压，输入到运放的同相端。运放是一个电压跟随器结构，运放的输出接测量放大器的参考电压端。测量放大器输出端的最高电压等于电源电压，即为+5V。测量放大器实际输入到模数转换器的最高电压为：电源电压-测量放大器的参考电压。图中的SOC为转换触发信号端，只有此端从低电平变成高电平时，转换才开始。EOC为转换结束标志端，在模数转换器进行转换时，此端为低电平；当转换结束后此端变为高电平。

应该说明的是，模数转换器的参考电压端应该有两个，一个是参考电压正端，另一个是参考电压负端。因是示意图，图中未画出参考电压负端。

设计时，测量放大器采用AD620AN，图2是AD620AN的引脚排列和功能说明。图1中的电压跟随器采用运放AD8001AN；模数转换器采用mul