第7章智能儀器的自動測量和自檢技術_物理學_自然科學_專業(yè)信息
第6章智能儀器的自動測量和自檢技術。本章的內容6. 1 6. 2 6. 3儀器自動校準的概述。儀器的自動測量硬件故障自檢6. 4主頁？ 1.儀器的自動校準2.儀器的自動測量3.硬件故障自檢返回6. 1概述儀器的優(yōu)缺點主要體現(xiàn)在這兩個方面的準確性和可靠性上。傳統(tǒng)儀器測量結果的準確性只能取決于儀器硬件各部分的精度和穩(wěn)定性。當降低上述水平時，性能將大大降低。傳統(tǒng)儀器通常會在組件出現(xiàn)故障時給出測量結果的顯示值或執(zhí)行控制操作，但它們不會通知用戶這是錯誤的結果。返回上一頁下一頁數(shù)字儀器的功能優(yōu)勢（1）自動測量功能智能儀器具有自動校準，零位自動調節(jié)，觸發(fā)電平自動調節(jié)，自動量程轉換等功能，極大地改善了儀器（2）自檢功能）如果智能儀器出現(xiàn)故障，它需要能夠自動檢測和診斷故障，并提醒操作員將影響降到最低，以確保整個系統(tǒng)安全可靠地運行。關于自檢，定期自檢，鍵控自檢返回上一頁和下一頁6. 2儀器的自動校準6. 2. 1、儀器內部自動校準的準確性會受到多種因素的影響，請定期進行校準；傳統(tǒng)的校準方法是測量標準源或使用更精確的儀器進行檢查，這需要他參加了專業(yè)人員；內部自動校準技術使用儀器的內部校準源進行測量，量化不確定度并自動調整功能和各種功能。根據(jù)工作條件將范圍調整到最佳狀態(tài)。
返回上一頁和下一頁6. 2儀器的自動校準1.輸入偏置電流的自動校準輸入偏置電流Ib在電阻上產生壓降，并通過A / D和A / D轉換。存儲在非易失性校準存儲器中作為輸入偏置電流的校正值。在正常測量期間，微處理器根據(jù)校正值選擇適當?shù)臄?shù)字量給D / A轉換器，并通過輸入偏置電流補償電路生成補償電流Ib'以補償Ib并消除由儀器輸入偏置引起的測量當前錯誤。類似的想法：暗場測量，信號背景值測量；返回上一頁下一頁2。零點漂移自動校準將校準源的零輸出連接到萬用表的輸入，然后進入零點校準模式。此時，萬用表將在所選功能的特定范圍內測量零點漂移并將其存儲在校準存儲器中。在正常測量期間，只需從存儲器中提取此參數(shù)，然后從讀數(shù)中減去該參數(shù)即可得到校正。零偏移校準前后的輸入/輸出特性返回上一頁和下一頁3。增益自動校準增益自動校準的原理？微處理器通過輸出端口控制儀器的輸入端子接地，并開始測量以獲得測量值N0，該值由儀器衰減器，放大器，A / D轉換器和其他模擬組件產生，輸出值為零。 ？微處理器控制輸入通過輸出端口連接到參考電壓VR，并且測得的輸出數(shù)據(jù)為NR，并將N 0、 NR存儲在RAM的確定單元中。將儀器的輸入端子連接至測量信號Vx，此時測量值為Nx，測量結果為VVx？RNR？ N0（Nx？N 0)返回上一頁下一頁6. 2. 2、外部自動校準外部校準應使用高精度的外部標準。
在外部校準期間，應參考外部標準來調整板載校準常數(shù)。操作員按下按鈕進行自動校準，儀器顯示屏提示操作員輸入標準電壓。操作員根據(jù)提示將相應的標準電壓添加到輸入端子后，再次按鍵，儀器將進行測量，并將標準量（或標準系數(shù)）存儲在“校準存儲器”中，然后顯示屏提示下一個需要輸入的下一個標準電壓值，然后重復上述測量和存儲過程。當完成預定的校準測量后，校準程序還可以自動計算每兩個校準點之間的插值公式系數(shù)，并將這些系數(shù)存儲在“校準存儲器”中，以便將固定副本存儲在儀器中。校準表和內插公式系數(shù)表。在正式測量中，它們將與測量結果一起形成校正后的準確測量值。返回上一頁下一頁6. 3儀器的自動測量一、觸發(fā)電平自動調整觸發(fā)電平自動調整原理輸入信號通過可編程衰減器和比較器的比較電平（即觸發(fā)電平）傳輸?shù)奖容^器。 ）由微處理器控制，并由D / A轉換器轉換的值進行設置。當通過衰減器的輸入信號的幅度達到某個比較電平時，比較器的輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測器將檢測到的比較器的輸出狀態(tài)發(fā)送到微處理器，以測量觸發(fā)電平。返回上一頁下一頁二、自動范圍轉換1.程序控制的放大器程序控制的放大器的范圍轉換示意圖不同的傳感器和相同類型的傳感器的輸出條件和輸出差異不一致。不能使用AD有效位，這會影響測量范圍和精度。必須選擇適當?shù)姆秶?；大幅度的信號用于大幅度的信號，大幅度的信號用于大幅度的信號，因此A / D轉換器信號的整個范圍可以是均勻的。
返回上一頁和下一頁2.在具有不同量程的傳感器之間自動切換。不同傳感器的量程轉換原理圖。傳感器1＃的最大范圍為M1，傳感器2的最大范圍為M2，并且M1> M2設置為滿量程輸出。測量時，傳感器1＃始終首先投入運行，并且傳感器2＃處于過載保護狀態(tài)。軟件確定并確認范圍后，然后將標志位置1并選擇范圍M1或M2。該解決方案適用于帶有廉價傳感器的測量儀器。返回上一頁下一頁6. 4故障檢測和診斷1.開機自檢儀器開機或復位后，儀器將執(zhí)行自檢，而在隨后的測量和控制過程。 2.定期自檢在大多數(shù)智能儀器的操作過程中，應連續(xù)且定期地插入自檢操作。該自檢是完全自動的，并且在測量工作的間歇期間內完成，并且不會干擾正常的測量和控制任務。 3.按鍵控制的自檢一些儀器的面板上有一個自檢按鈕，由操作員控制以啟動自檢程序。返回上一頁下一頁一、 RAM的自檢情況-RAM的作用？在程序運行之前，請檢查它是否可以正確寫入和讀取數(shù)據(jù)。通常，首先將校驗字“ AAH”寫入RAM單元，然后根據(jù)寫入的單元地址逐字節(jié)讀取，以檢查是否全部為“ AAH”。然后寫入校驗字“ 55H”，并順序寫入單元地址。讀取字節(jié)并檢查是否全部為“ 55 H”。
檢查單詞“ AAH”和“ 55H”是具有相反電平的相鄰位，并且“ AAH”和“ 55H”彼此相反?？梢酝ㄟ^循環(huán)一次來實現(xiàn)寫“ 0”，讀“ 0”以及寫“ 1”和讀“ 1”的操作。返回上一頁下一頁RAM自檢流程1.返回上一頁案例2程序運行后，用作數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存儲某些信息，并且檢查程序不得破壞原始內容，因此上述方法已不再適用?？梢酝ㄟ^“異或”方法進行檢查，即從已檢查的RAM單元中讀取信息，然后在反轉后對原始單元的內容執(zhí)行異或操作。如果結果全為“ 1”，則表示該單元格正常工作，否則應給出錯誤指示。返回上一頁下一頁RAM自檢流程1返回上一頁下一頁二、 ROM自檢設計思想ROM自檢數(shù)據(jù)ROM地址ROM內容備注當調試的程序在ROM中固化時，一個單元保留（通常，程序結束后的后續(xù)單元）不寫程序，而是寫校驗字。校驗字的狀態(tài)應使ROM中的每一列的奇數(shù)（或偶數(shù)）均為1，以便校驗和為全“ 1”（或全為“ 0”）。返回上一頁下一頁01 20034 5 6 710 01校驗字校驗和ROM自檢過程返回上一頁下一頁三、每次獲得按鍵關閉信號時，鍵盤和顯示自檢鍵盤自檢CPU反饋一條信息（最常用的反饋信息是聲光輸出），如果該反饋信息與預設一致，則認為該功能正常。
？如果您按某個鍵而沒有反饋信息，則通常是該鍵接觸不良；如果您按一行鍵并且沒有反饋信號，則它與相應的電路或掃描信號有關；如果所有鍵都沒有反饋信息，則說明鍵盤掃描系統(tǒng)已癱瘓或監(jiān)視程序已損壞。返回上一頁下一頁顯示設備檢查方法一種方法二是使顯示器的所有區(qū)域均亮起，然后使所有區(qū)域均熄滅，以檢查顯示器和相應的接口電路是否處于正常工作狀態(tài)。當指示其正常工作時，按任意按鈕應退出初始自檢模式并給出正常的工作符號或狀態(tài)；另一種是在一段時間內顯示一些特征字符，通常是控制系統(tǒng)的名稱或代碼。它會自動消失并進入另一個初始狀態(tài)或某個操作狀態(tài)?；氐角懊娴捻撁?。下一頁顯示設備自檢程序的流程圖。返回上一頁。下一頁。 四、輸入通道的自檢。模擬輸入通道的發(fā)送器部分的自檢。 24V時，此時ADC轉換的數(shù)字量是滿量程的（即，數(shù)字量最大）；如果變送器的內部或接線盒的端子打開，則Vin為0 V，并且ADC轉換的數(shù)字量最?。ㄍǔ榱悖?。發(fā)送器和ADC的連接圖自檢的ADC部分將參考電源連接到A / D轉換器的輸入端子，開始測量，并將采樣結果與ROM中的預設值進行比較，如果錯誤在允許的范圍內，則說明AD轉換器正常，否則可以確定AD轉換器出現(xiàn)故障。
返回上一頁下一頁五、輸出通道的自檢間接參數(shù)判斷方法是根據(jù)模擬量采樣值的變化判斷模擬量輸出通道或數(shù)字量輸出通道是否正常。輸入通道。例如，輸出數(shù)字量控制泵的啟動和停止，并且管道上安裝了流量檢測器。在流量檢測電路沒有故障的情況下（上述直接參數(shù)判斷方法可以通過自檢來保證），不僅可以根據(jù)流量是否發(fā)生變化來判斷開關，還可以根據(jù)驅動電路，繼電器，交流接觸器，熱繼電器自動測量設備，電動機，泵和現(xiàn)場連接正常自動測量設備，可以根據(jù)泵的流量特性在線判斷泵的性能。返回上一頁下一頁輸出通道自檢程序流程圖返回上一頁下一頁六、總線自檢方法的目的首先對相應的鎖存器執(zhí)行輸出命令，以將信息保存在地址中總線和數(shù)據(jù)總線到鎖中在存儲器中，再次讀取鎖存器，并將地址總線和數(shù)據(jù)總線上的信息重新讀入CPU中，并與原始輸出信息進行比較。如果結果不一致，則表示外部總線有故障。返回上一頁下一頁檢查外部總線通過緩沖區(qū)傳輸?shù)男畔⑹欠裾_
