智(zhi)能儀器(qi)的(de)出現(xian)，極(ji)大地(di)擴(kuo)充了(le)(le)傳統(tong)儀器(qi)的(de)應(ying)用范圍。智(zhi)能儀器(qi)憑借(jie)其(qi)體積小、功能強、功耗低(di)等優勢，迅速地(di)在家用電(dian)器(qi)、科研單位(wei)和工業企業中得到了(le)(le)廣泛的(de)應(ying)用。

1. 智(zhi)能(neng)儀器的工作原理

傳感器(qi)(qi)拾取被測參量(liang)的信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)并轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成電(dian)(dian)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)，經濾波(bo)去(qu)除(chu)干擾(rao)后(hou)送(song)(song)入(ru)(ru)多(duo)路(lu)模(mo)(mo)擬(ni)開關；由單片機(ji)(ji)(ji)逐路(lu)選通(tong)模(mo)(mo)擬(ni)開關將各輸(shu)入(ru)(ru)通(tong)道(dao)的信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)逐一送(song)(song)入(ru)(ru)程(cheng)控(kong)增益放大(da)器(qi)(qi)，放大(da)后(hou)的信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)經A／D轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成相應的脈沖信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)后(hou)送(song)(song)入(ru)(ru)單片機(ji)(ji)(ji)中；單片機(ji)(ji)(ji)根據(ju)(ju)儀器(qi)(qi)所設定(ding)的初值(zhi)進行(xing)相應的數(shu)據(ju)(ju)運算(suan)和處理如非線(xian)性(xing)校正(zheng)等(deng)；運算(suan)的結果(guo)被轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為(wei)相應的數(shu)據(ju)(ju)進行(xing)顯示和打(da)印；同時單片機(ji)(ji)(ji)把運算(suan)結果(guo)與存(cun)儲于(yu)片內FlashROM閃速存(cun)儲器(qi)(qi)或E2PROM電(dian)(dian)可擦除(chu)存(cun)貯(zhu)器(qi)(qi)內的設定(ding)參數(shu)進行(xing)運算(suan)比較(jiao)后(hou)，根據(ju)(ju)運算(suan)結果(guo)和控(kong)制要求，輸(shu)出相應的控(kong)制信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)如報(bao)警裝置(zhi)觸發(fa)、繼電(dian)(dian)器(qi)(qi)觸點(dian)等(deng)。此外，智(zhi)能儀器(qi)(qi)還可以(yi)與PC機(ji)(ji)(ji)組成分布式測控(kong)系(xi)統(tong)，由單片機(ji)(ji)(ji)作為(wei)下位(wei)機(ji)(ji)(ji)采集各種測量(liang)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)與數(shu)據(ju)(ju)，通(tong)過串行(xing)通(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)將信(xin)(xin)(xin)(xin)息(xi)傳輸(shu)給上位(wei)機(ji)(ji)(ji)——PC機(ji)(ji)(ji)，由PC機(ji)(ji)(ji)進行(xing)全局管理。

2. 智能(neng)(neng)儀器的功能(neng)(neng)特點

隨著微電子技術的不斷發展，集成了CPU、存儲器、定時器/計數器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A／D、D／A轉換器等電路在一塊芯片上的超大規模集成電路芯片即單片機出現了。以單片機為主體，將計算機技術與測量控制技術結合在一起，又組成了所謂的“智能化測量控制系統”，也就是智能儀器。
與傳統儀(yi)(yi)器儀(yi)(yi)表相比，智能(neng)儀(yi)(yi)器具有以下功能(neng)特點：

①操作(zuo)自動(dong)化。儀器的(de)整個測量(liang)過程(cheng)如鍵(jian)盤掃描(miao)、量(liang)程(cheng)選擇、開(kai)關啟動(dong)閉合、數據(ju)的(de)采集、傳輸與處理以(yi)及顯示打印(yin)等(deng)都用單片機或微控制器來控制操作(zuo)，實現(xian)測量(liang)過程(cheng)的(de)全(quan)部自動(dong)化。

②具有自(zi)測功能(neng)(neng)，包括自(zi)動(dong)調零(ling)、自(zi)動(dong)故(gu)障與狀態檢驗、自(zi)動(dong)校準、自(zi)診(zhen)斷(duan)及(ji)量(liang)程(cheng)自(zi)動(dong)轉換等。智能(neng)(neng)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)能(neng)(neng)自(zi)動(dong)檢測出故(gu)障的部位甚至故(gu)障的原(yuan)因。這(zhe)種自(zi)測試可以在(zai)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)啟動(dong)時(shi)運行，同時(shi)也(ye)可在(zai)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)工作中運行，極大(da)地方便了(le)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)的維護。

③具有數(shu)(shu)據(ju)處(chu)理功(gong)能(neng)，這是智能(neng)儀(yi)器的(de)主(zhu)要優點之一。智能(neng)儀(yi)器由于采用(yong)了單片機(ji)或(huo)微控制器，使(shi)得許多原來(lai)用(yong)硬(ying)件邏(luo)輯(ji)難以(yi)解(jie)決(jue)或(huo)根(gen)本無法解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題，現(xian)在可(ke)以(yi)用(yong)軟(ruan)件非常靈(ling)活(huo)地加以(yi)解(jie)決(jue)。例如，傳統的(de)數(shu)(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)只能(neng)測量電阻、交(jiao)直(zhi)流電壓、電流等(deng)，而(er)(er)智能(neng)型的(de)數(shu)(shu)字(zi)萬(wan)用(yong)表(biao)不僅能(neng)進(jin)行上述測量，而(er)(er)且(qie)還具有對測量結果進(jin)行諸如零點平移、取平均值、求極值、統計分析等(deng)復(fu)雜的(de)數(shu)(shu)據(ju)處(chu)理功(gong)能(neng)，不僅使(shi)用(yong)戶從(cong)繁重的(de)數(shu)(shu)據(ju)處(chu)理中解(jie)放出來(lai)，也(ye)有效(xiao)地提高了儀(yi)器的(de)測量精度(du)。

④具有友好的人機對話能(neng)力(li)。智(zhi)能(neng)儀器(qi)使用(yong)鍵(jian)盤代替傳統儀器(qi)中的切換(huan)開關(guan)，操(cao)作(zuo)人員(yuan)只(zhi)需通過(guo)鍵(jian)盤輸(shu)入(ru)命令(ling)，就能(neng)實現某種測量(liang)功能(neng)。與(yu)此同時(shi)，智(zhi)能(neng)儀器(qi)還通過(guo)顯示屏將(jiang)儀器(qi)的運行情況(kuang)、工(gong)作(zuo)狀態(tai)以及(ji)對測量(liang)數(shu)據的處(chu)理(li)結果及(ji)時(shi)告訴操(cao)作(zuo)人員(yuan)，使儀器(qi)的操(cao)作(zuo)更加方便直觀。

⑤具(ju)有可程控操作能力(li)。一般智(zhi)能儀(yi)器都配(pei)有GPIB、RS232C、RS485等標準(zhun)的(de)(de)(de)通信接口，可以很(hen)方便地與PC機(ji)和(he)其他儀(yi)器一起組成(cheng)用戶所(suo)需要的(de)(de)(de)多種功能的(de)(de)(de)自動測(ce)量系統(tong)，來(lai)完成(cheng)更復雜(za)的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)任務。

3. 智能儀器的發展(zhan)概況

80年代，微處理器被用到儀器中(zhong)，儀器前面板開始(shi)朝鍵盤化方向(xiang)發展，測量系統常通過IEEE—488總線(xian)連接(jie)。不同于(yu)傳統獨立儀器模式的(de)個人(ren)儀器得到了發展等。

90年代，儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)的(de)智能(neng)化突出表(biao)(biao)現在以下幾個(ge)方面(mian)：微(wei)(wei)電(dian)子技術(shu)的(de)進步更深刻地影響儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)的(de)設(she)計；DSP芯(xin)片(pian)的(de)問世，使儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)數(shu)字信(xin)號處(chu)(chu)(chu)理(li)功(gong)(gong)能(neng)大(da)大(da)加(jia)強；微(wei)(wei)型機(ji)的(de)發展，使儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)具(ju)有更強的(de)數(shu)據處(chu)(chu)(chu)理(li)能(neng)力(li)；圖像處(chu)(chu)(chu)理(li)功(gong)(gong)能(neng)的(de)增加(jia)十分普(pu)遍(bian)；VXI總線得到(dao)廣泛的(de)應(ying)用。

近年來，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化測量(liang)控(kong)(kong)制儀表(biao)的發展(zhan)尤為(wei)迅速。國內(nei)市場上已經出現了多種(zhong)多樣智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化測量(liang)控(kong)(kong)制儀表(biao)，例如，能(neng)(neng)(neng)夠自動進行差壓補償(chang)的智(zhi)能(neng)(neng)(neng)節流式(shi)流量(liang)計，能(neng)(neng)(neng)夠進行程序(xu)控(kong)(kong)溫的智(zhi)能(neng)(neng)(neng)多段溫度控(kong)(kong)制儀，能(neng)(neng)(neng)夠實現數(shu)字PID和(he)各(ge)種(zhong)復雜控(kong)(kong)制規(gui)律的智(zhi)能(neng)(neng)(neng)式(shi)調節器，以及能(neng)(neng)(neng)夠對各(ge)種(zhong)譜圖進行分析和(he)數(shu)據處理的智(zhi)能(neng)(neng)(neng)色譜儀等。