儀器儀表的智能化,主要以微處理器和人工智慧技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主,包括運用人工智能、專家系統(tǒng)、遺傳演算法、進化計算等技術(shù),使儀器儀表實現(xiàn)、多功能、機動靈活等性能。此外,隨著工廠制造流程連接的嵌入式設(shè)備越來越多,透過云端架構(gòu)部署控制系統(tǒng),無疑是當今zui重要的趨勢之一。
現(xiàn)階段智能化儀器儀表的主要功能
1、量程的自動選擇:智能化儀器儀表不同于常規(guī)的儀器儀表, 它的量程選擇是通過軟件來完成的.相比之下,具有元件少,可靠性高,轉(zhuǎn)換速度快,靈活方便,能實現(xiàn)更為復(fù)雜的控制等優(yōu)點.
2、增益的自動切換: 傳統(tǒng)的儀器儀表在被測參數(shù)變化范圍較大時,由于采用了固定增益,可能使信號溢出或使電路過載,降低了測量精度.而智能化儀器儀表中放大的增益可以自動切換和調(diào)節(jié),從而保證了系統(tǒng)始終工作在*電平區(qū)域內(nèi).
3、零點漂移的自校正: 《中國儀器儀表66儀器儀表在進行測量時zui常見的問題是長期工作時的不穩(wěn)定性及零點漂移,這主要是由于傳感器或者放大器的零點漂移造成的,就零漂的誤差性質(zhì)而言,它可能是系統(tǒng)誤差或隨機誤差.通常用以下方法減少零漂:
(1)選用高質(zhì)量的元器件組成高穩(wěn)定性的傳感器,或?qū)鞲衅鞯牧闫捎眠m當?shù)难a償.
(2)對放大器的零漂可選用高穩(wěn)定性的電子元器件和各種校正線路,也可增加各種補償裝置.
(3)對隨機性誤差,可采用多次測量求均值的方法予以修正. 單純地追求高質(zhì)量的元器件不可能*有效地減小零漂,而且會大大提高儀器儀表的成本.在智能化儀器儀表中,利用計算機對測量結(jié)果中由于傳感器和放大器的零漂而造成的誤差進行自動補償和修正,或?qū)Ψ糯笃鞯脑鲆孀兓M行自動調(diào)整.這樣就可以在不采用高成本電子元器件的情況下船決零漂問題.
4、提高信噪比:通常的抗干擾措施(屏蔽,去耦,接地等) 可以抑制測量系統(tǒng)的外部噪聲,但對系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲(熱運動白噪聲,PN 結(jié)的散彈噪聲等)卻無能為力.而對于智能化儀器儀表可以利用計算機強大的計算和數(shù)據(jù)處理功能,用軟件的辦法進行噪聲去除.例如對包含被測信號和噪聲的輸出信號進行頻譜分析,如果噪聲的頻譜高于或低于被測信號的頻譜,則可以用一般的模擬濾波技術(shù)把被測信號從噪聲中分離出來, 如果被測信號與噪聲的頻譜相互重疊,則可以 利用時域信號平均技術(shù)有效地改善信噪比
5、測量數(shù)據(jù)的自動和實時處理與分析:目前應(yīng)用在智能化儀器儀表上的計算機, 主要是用來完成對測量過程的控制及對測量數(shù)據(jù)的自動和實時的處理與分析. 由于實現(xiàn)了對測量數(shù)據(jù)的自動和實時的處理與分析,以及對測量誤差的修正與補償,所以大大克服了儀器本身的局限性,提高了測量精度,測量效率和信噪比,拓寬了儀器的測量
儀器儀表未來的發(fā)展趨勢方向
是應(yīng)該更好地滿足生產(chǎn)和用戶的需要,具備高智能化,高性能價格比,高可靠性,高穩(wěn)定性,使用方便等優(yōu)點.而引人人工智能,人機工程,軟件工程等渚多領(lǐng)域成熟的理淪與技術(shù),是達到這些目標的必由之路. 此外,工業(yè)通信無線化也是當前智能化工廠探討比較熱烈的問題。專家分析,工廠自動化的無線通訊系統(tǒng)應(yīng)用,每年將增加約40%.隨著無線技術(shù)日益普及,各家供應(yīng)商正在提供一系列軟硬件技術(shù),協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。
專家認為,無線技術(shù)雖然在實施便利性方面,對比有線技術(shù)具有相當?shù)膬?yōu)勢,但無線技術(shù)目前的完善、可靠性、確定性與即時性、相容性等還有待加強和完善。
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