第7章智能儀器的自動(dòng)測(cè)量與自檢技術(shù)_其他職業(yè)教育教學(xué)區(qū)

？要點(diǎn)：1.儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)2.儀器的自動(dòng)測(cè)量3.硬件故障自檢返回6.1概述儀器的優(yōu)缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在準(zhǔn)確性和可靠性兩個(gè)方面。 。傳統(tǒng)儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性只能取決于儀器硬件各部分的精度和穩(wěn)定性。當(dāng)降低上述水平時(shí)，性能將大大降低。傳統(tǒng)儀器通常會(huì)在組件出現(xiàn)故障時(shí)給出測(cè)量結(jié)果的顯示值或執(zhí)行控制操作，但它們不會(huì)通知用戶這是錯(cuò)誤的結(jié)果。返回上一頁(yè)下一頁(yè)數(shù)字儀器的功能優(yōu)勢(shì)（1）自動(dòng)測(cè)量功能智能儀器具有儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)，零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，觸發(fā)電平自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換等功能自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，極大地改善了儀器（[K5]智能儀器的自檢功能應(yīng)能夠自動(dòng)檢測(cè)并診斷故障，并提醒操作員將影響降到最低，以確保整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。自檢，定期自檢，鍵控自檢返回上一頁(yè)和下一頁(yè)6.2儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)6.2. 1、儀器內(nèi)部自動(dòng)校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性受多種因素影響，定期進(jìn)行校準(zhǔn)；傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)光源或使用更復(fù)雜的儀器進(jìn)行檢查的耳鼻喉，需要專業(yè)人員的參與；內(nèi)部自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)利用儀器的內(nèi)部校準(zhǔn)源進(jìn)行測(cè)量，量化不確定度，并根據(jù)工作條件自動(dòng)調(diào)整功能并將量程調(diào)整到最佳狀態(tài)。

返回上一頁(yè)和下一頁(yè)6.2儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)1.輸入偏置電流的自動(dòng)校準(zhǔn)輸入偏置電流Ib在電阻上產(chǎn)生壓降，并存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。 A / D轉(zhuǎn)換后的校準(zhǔn)存儲(chǔ)器作為輸入偏置電流的校正值。在正常測(cè)量中，微處理器根據(jù)校正值選擇合適的數(shù)字量給D / A轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)輸入偏置電流補(bǔ)償電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流Ib'以補(bǔ)償Ib并消除由輸入偏置引起的測(cè)量當(dāng)前儀器錯(cuò)誤。類似的想法：暗場(chǎng)測(cè)量，信號(hào)背景值測(cè)量；返回上一頁(yè)下一頁(yè)2。零點(diǎn)漂移自動(dòng)校準(zhǔn)將校準(zhǔn)源的零輸出連接到萬(wàn)用表的輸入，然后進(jìn)入零點(diǎn)校準(zhǔn)模式。此時(shí)，萬(wàn)用表將在所選功能的特定范圍內(nèi)測(cè)量零點(diǎn)漂移，并將其存儲(chǔ)在校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中。在正常測(cè)量期間，只需從存儲(chǔ)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(zhǔn)前后的輸入/輸出特性返回上一頁(yè)和下一頁(yè)3.增益自動(dòng)校準(zhǔn)增益自動(dòng)校準(zhǔn)的原理？微處理器通過(guò)輸出端口將儀器的輸入端子接地，并開(kāi)始測(cè)量以獲得測(cè)量值N0。該值由儀器衰減器，放大器，A / D轉(zhuǎn)換器和其他模擬組件生成，零輸出值N0。 ？微處理器控制輸入通過(guò)輸出端口連接到參考電壓VR，并且測(cè)得的輸出數(shù)據(jù)為NR，并將N0、NR存儲(chǔ)在RAM的確定單元中。將儀器的輸入端子連接到測(cè)量信號(hào)Vx自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，此時(shí)測(cè)量值為Nx，測(cè)量結(jié)果為VR Vx？ （N x？N0）NR？ N0返回上一頁(yè)下一頁(yè)6.2. 2、外部自動(dòng)校準(zhǔn)外部校準(zhǔn)應(yīng)使用高精度的外部標(biāo)準(zhǔn)。

在外部校準(zhǔn)期間，應(yīng)參考外部標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)整板載校準(zhǔn)常數(shù)。當(dāng)操作員按下按鈕進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)，儀器顯示屏將提示操作員輸入標(biāo)準(zhǔn)電壓。操作員根據(jù)提示將相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓添加到輸入端子后，再次按下按鈕，儀器將執(zhí)行測(cè)量，并將標(biāo)準(zhǔn)量（或標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)）存儲(chǔ)在“校準(zhǔn)存儲(chǔ)器”中，然后顯示提示輸入下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓值，然后重復(fù)上述測(cè)量和存儲(chǔ)過(guò)程。在完成預(yù)定的校準(zhǔn)測(cè)量后，校準(zhǔn)程序還可以自動(dòng)計(jì)算每?jī)蓚€(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)之間的插值公式系數(shù)，并將這些系數(shù)存儲(chǔ)在“校準(zhǔn)存儲(chǔ)器”中，以便在儀器校準(zhǔn)表中存儲(chǔ)固定副本。以及插值公式系數(shù)表。在正式測(cè)量中，它們將與測(cè)量結(jié)果一起形成校正后的準(zhǔn)確測(cè)量值。返回上一頁(yè)下一頁(yè)6.3儀器的自動(dòng)測(cè)量一、觸發(fā)電平自動(dòng)調(diào)整觸發(fā)電平自動(dòng)調(diào)整原理輸入信號(hào)通過(guò)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(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的值進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)通過(guò)衰減器的輸入信號(hào)的幅度達(dá)到某個(gè)比較電平時(shí)，比較器輸出將改變狀態(tài)。觸發(fā)檢測(cè)器將檢測(cè)到的比較器輸出狀態(tài)發(fā)送到微處理器以測(cè)量觸發(fā)電平。返回上一頁(yè)下一頁(yè)二、自動(dòng)范圍轉(zhuǎn)換1.程控放大器程控放大器范圍轉(zhuǎn)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(huì)影響測(cè)量范圍和精度。必須選擇適當(dāng)?shù)姆秶?；大增益用于小幅度信?hào)，小增益用于大幅度信號(hào)，以使A / D轉(zhuǎn)換器信號(hào)滿量程均勻。

返回上一頁(yè)和下一頁(yè)2.自動(dòng)切換不同范圍的傳感器。不同傳感器量程轉(zhuǎn)換原理圖。 1＃傳感器的最大量程為M1，2＃傳感器的最大量程為M2，且M1> M2，設(shè)置其滿量程輸出相同。測(cè)量時(shí)，傳感器1＃始終首先投入運(yùn)行，并且傳感器2＃處于過(guò)載保護(hù)狀態(tài)。在軟件確定并確認(rèn)范圍后，將標(biāo)志位置1，并選擇范圍M1或M2。該解決方案適用于帶有廉價(jià)傳感器的測(cè)量?jī)x器。返回上一頁(yè)下一頁(yè)6.4故障檢測(cè)和診斷1.開(kāi)機(jī)自檢儀器上電或重置后，儀器將執(zhí)行自檢，而在隨后的測(cè)量和控制過(guò)程。 2.定期自檢在大多數(shù)智能儀器的操作過(guò)程中，應(yīng)連續(xù)且定期地插入自檢操作。該自檢是完全自動(dòng)的，并且在測(cè)量工作的間歇期間內(nèi)完成，并且不會(huì)干擾正常的測(cè)量和控制任務(wù)。 3.按鍵控制的自檢某些儀器的面板上配有一個(gè)自檢按鈕，由操作員控制以啟動(dòng)自檢程序。返回上一頁(yè)下一頁(yè)一、 RAM的自檢情況-RAM的作用？在程序運(yùn)行之前，請(qǐng)檢查程序是否可以正確寫(xiě)入和讀取數(shù)據(jù)。通常，首先將校驗(yàn)字“ AAH”寫(xiě)入RAM單元，然后根據(jù)寫(xiě)入的單元地址逐字節(jié)讀取，以檢查是否全部為“ AAH”。然后寫(xiě)入校驗(yàn)字“ 55H”，并依次寫(xiě)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^(guò)循環(huán)一次來(lái)實(shí)現(xiàn)寫(xiě)“ 0”，讀“ 0”以及寫(xiě)“ 1”和讀“ 1”的操作。返回上一頁(yè)下一頁(yè)RAM自檢流程1.返回上一頁(yè)下一頁(yè)情況2.程序運(yùn)行后，用作數(shù)據(jù)區(qū)的RAM已存儲(chǔ)某些信息，檢查程序不得破壞原始內(nèi)容，因此上述方法已不再適用?？梢酝ㄟ^(guò)“異或”方法進(jìn)行檢查，即從被檢查的RAM單元中讀取信息，然后在反轉(zhuǎn)后對(duì)原始單元的內(nèi)容執(zhí)行異或操作。如果結(jié)果全為“ 1”，則表示單位正常工作，否則應(yīng)給出錯(cuò)誤指示。返回上一頁(yè)下一頁(yè)RAM自檢流程1返回上一頁(yè)下一頁(yè)二、 ROM自檢設(shè)計(jì)思想ROM自檢數(shù)據(jù)ROM地址ROM內(nèi)容備注當(dāng)調(diào)試的程序固化為ROM時(shí)，一個(gè)單元保留（通常，程序結(jié)束后的后續(xù)單元）不寫(xiě)程序，而是寫(xiě)校驗(yàn)字。校驗(yàn)字的狀態(tài)應(yīng)使ROM中的每一列具有1的奇數(shù)（或偶數(shù)）數(shù)，以便校驗(yàn)和為全“ 1”（或全為“ 0”）。返回上一頁(yè)下一頁(yè)01 21111111011000110 1010101034 5 6 70111111001010101 10001101 00000000 11001011 11111111校驗(yàn)字校驗(yàn)和ROM自檢過(guò)程三、鍵盤(pán)和顯示自檢鍵盤(pán)自檢CPU每次按鍵關(guān)閉如果反饋信息與預(yù)設(shè)信號(hào)一致，則認(rèn)為其功能正常。

？如果按下某個(gè)鍵時(shí)沒(méi)有反饋信息，則通常是該鍵接觸不良；如果按下某行按鍵時(shí)沒(méi)有反饋信號(hào)，則與相應(yīng)的電路或掃描信號(hào)有關(guān)；如果所有鍵都沒(méi)有反饋信息，則說(shuō)明鍵盤(pán)掃描系統(tǒng)已癱瘓或監(jiān)視程序已損壞。返回上一頁(yè)下一頁(yè)檢查顯示設(shè)備的方法是第一種方法，第二種方法是使顯示器的所有字段都亮起，然后使所有字段都不亮以檢查顯示器和顯示器是否正常。對(duì)應(yīng)的接口電路處于正常工作狀態(tài)。指示其正常工作后，按任意按鈕可退出初始自檢模式并給出正常的工作符號(hào)或狀態(tài)；另一種是在一段時(shí)間內(nèi)顯示一些特征字符，通常是控制系統(tǒng)的名稱或代碼。它會(huì)自動(dòng)消失并進(jìn)入另一個(gè)初始狀態(tài)或某個(gè)操作狀態(tài)。回到前面的頁(yè)面。下一頁(yè)顯示設(shè)備的自檢程序的流程圖。返回上一頁(yè)和下一頁(yè)。四、輸入通道的自檢模擬輸入通道變送器部分的自檢？如果變送器內(nèi)部或接線盒的端子短路，則Vin為24V。此時(shí)，ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為滿量程（即最大數(shù)字量）；如果變送器的內(nèi)部或接線盒的端子打開(kāi)，則Vin為0 V，由ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字量最?。ㄍǔ榱悖７祷匕l(fā)射機(jī)和ADC連接圖的上一頁(yè)，下一頁(yè)。 ADC部分的自檢將參考電源連接到A / D轉(zhuǎn)換器的輸入，開(kāi)始測(cè)量，并將采樣結(jié)果與ROM中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。如果錯(cuò)誤在允許的范圍內(nèi)，則說(shuō)明AD轉(zhuǎn)換器正常，否則可以確定AD轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障。

返回上一頁(yè)下一頁(yè)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輸出通道或數(shù)字輸出通道是否正常。輸入通道。例如，輸出數(shù)字量控制泵的啟動(dòng)和停止，并且管道上安裝了流量檢測(cè)器。當(dāng)流量檢測(cè)電路無(wú)故障時(shí)（上述直接參數(shù)判斷方法可以保證自檢），不僅可以根據(jù)流量是否發(fā)生變化來(lái)判斷開(kāi)關(guān)，還可以驅(qū)動(dòng)電路，繼電器，交流接觸器，熱繼電器，電機(jī)，泵和現(xiàn)場(chǎng)連接正常，可以根據(jù)泵的流量特性在線判斷泵的性能。返回上一頁(yè)下一頁(yè)輸出通道自檢程序流程圖返回上一頁(yè)下一頁(yè)優(yōu)秀的課件！優(yōu)秀的課件！六、總線的自檢方法首先對(duì)相應(yīng)的鎖存器執(zhí)行輸出命令，以便將地址總線和數(shù)據(jù)總線上的信息存儲(chǔ)在鎖存器中，然后讀取鎖存器，以便地址總線和數(shù)據(jù)總線上的信息被重新讀取到CPU中，并與原始輸出信息進(jìn)行比較。如果結(jié)果不一致，則表示外部總線出現(xiàn)故障。返回上一頁(yè)下一頁(yè)檢查外部總線通過(guò)緩沖區(qū)傳輸?shù)男畔⑹欠裾_