1.1.1智能儀器的定義和發展
    智能儀器是計算機技術與測量儀器相結合的產物，是含有微計算機或微處理器的測量儀器。由於它擁有對數據的存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作等功能，具有一定智能的作用(表現為智能的延伸或加強等)，因而被稱之為智能儀器。}io}將微機引入測量和控製儀器中，不僅能解決傳統儀器不能解決或不易解決的問題，而且能簡化電路、增加功能、提高精度和可靠性。同時這類儀器己能實現人腦的一部分功能，例如四則運算、邏輯判斷、命令識別等，有的還能夠進行自校正、自診斷，並具有自適應、自K8凯发大酒店天生赢家的能力。
    自從1971年世界上出現了第一種微處理器以來，微計算機技術得到了迅猛的發展。測量儀器在它的影響下有了新的活力，取得了新的進步。電子計算機從過去的龐然大物已經可以縮小到可以置於測量儀器之中，作為儀器的控製器、存儲器及運算器，並使其具有智能的作用。概括起來說，智能儀器在測量過程自動化、測量結果的數據處理及一機多用(多功能化)等方麵已取得巨大的進展。到了90年代，可以說，在高準確度、高性能、多功能的測量儀器中已經很少有不采用微計算機技術的了。總的來說，可以從對傳統儀器的改進和新型儀器的出現兩個方麵來歸納智能儀器的發展概況。傳統的手持式萬用表，在采用了單片微機控製之後，功能更加多樣，使用更加方便、可靠，而且準確度大為提高。在磁測量儀器方麵，采用微機的精密測磁裝置己經可以實現對磁性材料的智能化測量。這種裝置為一機多用，可實現對硬磁、軟磁及交流磁性的測量，在一個裝置上可以滿足大多數磁性參數及品種的要求。智能儀器除了在傳統儀器的改進方麵取得了巨大的成就而外，還開辟了許多新的應用領域，出現了許多新型的儀器。同時，由於微計算機的內存容量的不斷增加，工作速度的不斷增高，因而使其數據處理的能力有了極大的改善，這樣就可把動態信號分析技術引入智能儀器之中。這些信號分析往往以數字濾波或FFT(快速傅立葉變換)為主體，配之以各種不同的分析軟件，如智能化的醫學診斷儀及機器故障診斷儀等。這類儀器的進一步發揮就
是專家係統，其社會效益及經濟效益將是十分巨大的。
    '1.1.2智能儀器的特點
    一個內藏微計算機的智能儀器意味著計算機技術與測量儀器的結合，它所具有的軟件功能已使儀器呈現出某種智能的作用。它相對於過去傳統的、純硬件的儀器來說是一種新的突破，其發展潛力十分巨大，這己為多年來智能儀器發展的曆史所證實。概括起來，智能儀器具有以下特點:
    一、測量過程的軟件控製
    測量過程的軟件控製源於數字化儀器測量過程的時序控製。60年代末，數字化儀器的自動化程度已經很高，如可實現自穩零放大、自動極性判斷、自動量程切換、自動報警、過載保護、非線性補償、多功能測試和數百點巡回檢測等等。但隨著上述功能的增加，其硬件結構越來越複雜，從而導致體積及重量增大、成本上升、可靠性降低，給其進一步的發展造成很大困難。但當引入微計算機技術，使測量過程改用軟件控製之後，上述困難即得到很好的解決，它不僅簡化了硬件結構、縮小了體積及功耗、提高了可靠性、增加了靈活性，而且使儀器的自動化程度更高，如實現簡單人機對話、自檢、自診斷、自校準以及CR7…顯示及輸出打印和製圖等等。
    二、數據處理
    對測量數據進行存儲及運算的數據處理功能是智能儀器最突出的特點，它主要表現在改善測量的精確度及對測量結果的再加工兩個方麵。
    在提高測量精確度方麵，大量的工作是對隨機誤差及係統誤差進行處理。過去傳統的方法是用手工的方法對測量結果進行事後處理，不僅工作量大，效率低，
而且往往會受到一些主觀因素的影響，使處理的結果不理想。在智能儀器中采用軟件對測量結果進行及時的、在線的處理可收到很好的效果，不僅方便、快速，
而且可以避免主觀因素的影響，使測量的精確度及處理結果的質量都大為提高。由於可以實現各種算法，不僅可實現各種誤差的計算及補償，而且使在線測量儀
器中常遇到的諸如非線性校準等問題也易於解決。

  對測量結果的再加工，可使智能儀器提供更多高質量的信息量。例如，一些信號分析儀器在微計算機的控製下，不僅可以實時采集信號的實際波形，在CRT
上複現，並可在時間軸上進行展開或壓縮，還可對所采集的樣本進行數字濾波，將淹沒於幹擾中的信號提取出來;也可對樣本進行時域的(如相關分析、卷積、反卷積，傳遞函數等L或頻域的(如幅值譜、相位譜、功率譜等)分析。這樣就可以從原有的測量結果中提取更多的信息量。這類智能儀器在生物醫療、語音分析、模式識別和故障診斷等各個方麵都有廣泛的應用。
    三、多功能化
    智能儀器的測量過程、軟件控製及數據處理功能使一機多用的多功能化易於實現，成為這類儀器的又一特點。例如，用於電力係統電能管理的一種智能化電
力需求分析儀可以測量單相或三相電源的有功功率、無功功率、視在功率、電能、頻率、各相電壓、電流、功率因數等，還可測量出電能利用的峰值、峰時、穀值、
穀時及各項超界時間，可以預置用電量需求計劃、自備時鍾及日曆，具有自動記錄、打印、報警及控製等許多功能。這樣多的功能如果不用微機控製，在一台儀
器中是不能實現的。
    1. 1. 3智能儀器的基本結構
    從智能儀器發展的狀況來看，其結構可有兩種基本類型，即微機內置式及微機擴展式。微機內置式為將單片或多片的微機芯片與儀器有機地結合在一起形成
的單機。微機在其中起控製及數據處理作用，其特點主要是專用或多功能;小型化、便攜或手持式幹電池供電:易於密封，適應惡劣環境，成本較低。CPU為
儀器的核心，它通過總線及接口電路與輸入通道、輸出通道、儀器麵板及儀器內存相連。EPROM及RAM組成的儀器內存可保存儀器所用的監控程序、應用程序及數據區。中斷申請可使儀器能夠靈活反應外部事件。儀器的輸入信號要經過輸入通道(預處理部分)才可以進入微機。輸入通道包括輸入放大器、抗混疊濾波
器、多路轉換器、采樣/保持器、A/D轉換器、三態緩衝器等各部分。輸入通道往往是決定儀器測量準確度的關鍵部位。在儀器的輸出部分，如果要求模擬輸
出，則需經過輸出通道，它包括D/A轉換器、多路分配器、采樣/保持器、低通濾波器等部分。儀器的數字輸出可與CRT屏幕顯示器相接，也可與磁盤、光
盤、X-Y繪圖儀或打印機相接。以獲得硬拷貝。外部通信接口溝通本儀器與外係統的聯係。微機擴展式為以個人計算機((PC)為核心的應用擴展型測量儀器。由
於PC的應用己十分普遍，其價格不斷下降，因此從80年代起就開始有人給PC機配上不同的模擬通道，讓它能夠符合測量儀器的要求，並把它取名為個人計算機儀器((PCI)o PCI的優點為使用靈活、應用範圍廣泛，可以方便地利用PC已有的磁盤、打印機及繪圖儀等獲取硬拷貝。更重要的是PC的數據處理功能強，內存容量遠大於內置式微機儀器，因而PCI可以用於複雜的、高性能的信息處理。此外，還可以利用PC機本身己有的各種軟件包，獲得很大的方便。雖1. 2定量下料動態稱重控製器現狀評述
    國內在定量下料動態稱重控製器研究方麵進行了多方麵的探索。無錫市一家企業生產的“LE983係列電子計量秤控製器”，“是專為稱重、配料、定量、邏輯控製和工況連鎖而設計的一種高性能價格比的真正實用儀表，它集目前模擬、數字和控製的最新技術之大成。在高溫、工業幹擾大和高頻率開關動作等惡劣使用環境條件下具有很強的適應性。其優良的性能和完備的功能體現了國產同類儀表的先進水平。在精度、速度、可靠性和穩定性方麵完全可以同國外進口儀表媲美。廣泛用於建築、糧食、化工、冶金等行業，是國內稱重、配料、定量和打包稱重控製器更新換代的理想產品。”
a)高速轉換與控製速度
b)靜態精度年漂移不大
c)抗幹擾能力比較強
缺點有:
a)其人機界麵非常不友好，操作工要記住很多代碼，才能進行工作
b)隻有RS-232通訊接口，不利於遠程控製
c)算法簡單，不利於進行快速控製和提高精度

1. 3本課題主要研究工作
    總的來說，定量下料動態稱重控製器目前的技術水平已發展到可在控製回路中較好的應用。但是隨著技術的不斷發展，新的性能價格比更高的電子芯片的不斷湧現，用戶要求的不斷提高，需要控製器的開發上到一個新的高度。本課題主要研究工作:
    一、重新設計人機界麵。原來的人機界麵是通過操作工記住英文代碼進行操作，所以從陌生到熟悉需要一個過程，並且容易引起誤操作，影響效率的提高。在本課題中，采用了液晶進行中文窗口設計，同時為了克服液晶亮度不夠的問題，繼續采用數碼管進行動態顯示物料稱重的重量。
    二、采用新的ADC集成塊。IC業的發展為工業應用提供了性能價格比更高的集成塊。在本課題中，采用了CRYSTAL公司最近推出的CS55係列。它是一款性能價格比比較高的ADC，並具有可編程的優點。
    三、采用485總線，為以後DCS擴展做準備。目前設計的控製器隻是一個獨立的係統，沒有與上位機進行信J急交換的能力，采用了485總線以後，就有可能為糧食生產DCS作好擴展準備。
    四、通過改進係統的硬件和軟件設計，提高係統的抗幹擾能力。由於本控製器工作環境比較惡劣，抗幹擾能力的高低是判斷設計成功與否一個很重要的標誌
    五、控製算法的研究。動態稱重對控製算法要求比較高。好的控製算法不僅能提高精度，而且能夠提高控製效率，從而增加生產效益。

 

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