第7章智能仪器的自动测量与自检技术_其他职业教育教学区
？要点：1.仪器的自动校准2.仪器的自动测量3.硬件故障自检返回6.1概述仪器的优缺点主要体现在准确性和可靠性两个方面。 。传统仪器测量结果的准确性只能取决于仪器硬件各部分的精度和稳定性。当降低上述水平时，性能将大大降低。传统仪器通常会在组件出现故障时给出测量结果的显示值或执行控制操作，但它们不会通知用户这是错误的结果。返回上一页下一页数字仪器的功能优势（1）自动测量功能智能仪器具有仪器的自动校准，零点自动调节，触发电平自动调节，自动量程转换等功能自动测量设备，极大地改善了仪器（[K5]智能仪器的自检功能应能够自动检测并诊断故障，并提醒操作员将影响降到最低，以确保整个系统安全可靠地运行。自检，定期自检，键控自检返回上一页和下一页6.2仪器的自动校准6.2. 1、仪器内部自动校准的准确性受多种因素影响，定期进行校准；传统的校准方法是测量标准光源或使用更复杂的仪器进行检查的耳鼻喉，需要专业人员的参与；内部自动校准技术利用仪器的内部校准源进行测量，量化不确定度，并根据工作条件自动调整功能并将量程调整到最佳状态。
返回上一页和下一页6.2仪器的自动校准1.输入偏置电流的自动校准输入偏置电流Ib在电阻上产生压降，并存储在非易失性存储器中。 A / D转换后的校准存储器作为输入偏置电流的校正值。在正常测量中，微处理器根据校正值选择合适的数字量给D / A转换器，并通过输入偏置电流补偿电路产生补偿电流Ib'以补偿Ib并消除由输入偏置引起的测量当前仪器错误。类似的想法：暗场测量，信号背景值测量；返回上一页下一页2。零点漂移自动校准将校准源的零输出连接到万用表的输入，然后进入零点校准模式。此时，万用表将在所选功能的特定范围内测量零点漂移，并将其存储在校准存储器中。在正常测量期间，只需从存储器中提取此参数，然后从读数中减去该参数即可得到校正。零偏移校准前后的输入/输出特性返回上一页和下一页3.增益自动校准增益自动校准的原理？微处理器通过输出端口将仪器的输入端子接地，并开始测量以获得测量值N0。该值由仪器衰减器，放大器，A / D转换器和其他模拟组件生成，零输出值N0。 ？微处理器控制输入通过输出端口连接到参考电压VR，并且测得的输出数据为NR，并将N0、NR存储在RAM的确定单元中。将仪器的输入端子连接到测量信号Vx自动测量设备，此时测量值为Nx，测量结果为VR Vx？ （N x？N0）NR？ N0返回上一页下一页6.2. 2、外部自动校准外部校准应使用高精度的外部标准。
在外部校准期间，应参考外部标准来调整板载校准常数。当操作员按下按钮进行自动校准时，仪器显示屏将提示操作员输入标准电压。操作员根据提示将相应的标准电压添加到输入端子后，再次按下按钮，仪器将执行测量，并将标准量（或标准系数）存储在“校准存储器”中，然后显示提示输入下一个标准电压值，然后重复上述测量和存储过程。在完成预定的校准测量后，校准程序还可以自动计算每两个校准点之间的插值公式系数，并将这些系数存储在“校准存储器”中，以便在仪器校准表中存储固定副本。以及插值公式系数表。在正式测量中，它们将与测量结果一起形成校正后的准确测量值。返回上一页下一页6.3仪器的自动测量一、触发电平自动调整触发电平自动调整原理输入信号通过可编程衰减器和比较器的比较电平（即触发电平）传输到比较器。 ）由微处理器控制，并由D / A转换器转换的值进行设置。当通过衰减器的输入信号的幅度达到某个比较电平时，比较器输出将改变状态。触发检测器将检测到的比较器输出状态发送到微处理器以测量触发电平。返回上一页下一页二、自动范围转换1.程控放大器程控放大器范围转换示意图不同的传感器和相同类型的传感器的输出条件和输出差异不一致。不能使用AD有效位，这会影响测量范围和精度。必须选择适当的范围；大增益用于小幅度信号，小增益用于大幅度信号，以使A / D转换器信号满量程均匀。
返回上一页和下一页2.自动切换不同范围的传感器。不同传感器量程转换原理图。 1＃传感器的最大量程为M1，2＃传感器的最大量程为M2，且M1> M2，设置其满量程输出相同。测量时，传感器1＃始终首先投入运行，并且传感器2＃处于过载保护状态。在软件确定并确认范围后，将标志位置1，并选择范围M1或M2。该解决方案适用于带有廉价传感器的测量仪器。返回上一页下一页6.4故障检测和诊断1.开机自检仪器上电或重置后，仪器将执行自检，而在随后的测量和控制过程。 2.定期自检在大多数智能仪器的操作过程中，应连续且定期地插入自检操作。该自检是完全自动的，并且在测量工作的间歇期间内完成，并且不会干扰正常的测量和控制任务。 3.按键控制的自检某些仪器的面板上配有一个自检按钮，由操作员控制以启动自检程序。返回上一页下一页一、 RAM的自检情况-RAM的作用？在程序运行之前，请检查程序是否可以正确写入和读取数据。通常，首先将校验字“ AAH”写入RAM单元，然后根据写入的单元地址逐字节读取，以检查是否全部为“ AAH”。然后写入校验字“ 55H”，并依次写入单元地址。读取字节并检查是否全部为“ 55 H”。
检查单词“ AAH”和“ 55H”是具有相反电平的相邻位，并且“ AAH”和“ 55H”彼此相反。可以通过循环一次来实现写“ 0”，读“ 0”以及写“ 1”和读“ 1”的操作。返回上一页下一页RAM自检流程1.返回上一页下一页情况2.程序运行后，用作数据区的RAM已存储某些信息，检查程序不得破坏原始内容，因此上述方法已不再适用。可以通过“异或”方法进行检查，即从被检查的RAM单元中读取信息，然后在反转后对原始单元的内容执行异或操作。如果结果全为“ 1”，则表示单位正常工作，否则应给出错误指示。返回上一页下一页RAM自检流程1返回上一页下一页二、 ROM自检设计思想ROM自检数据ROM地址ROM内容备注当调试的程序固化为ROM时，一个单元保留（通常，程序结束后的后续单元）不写程序，而是写校验字。校验字的状态应使ROM中的每一列具有1的奇数（或偶数）数，以便校验和为全“ 1”（或全为“ 0”）。返回上一页下一页01 21111111011000110 1010101034 5 6 70111111001010101 10001101 00000000 11001011 11111111校验字校验和ROM自检过程三、键盘和显示自检键盘自检CPU每次按键关闭如果反馈信息与预设信号一致，则认为其功能正常。
？如果按下某个键时没有反馈信息，则通常是该键接触不良；如果按下某行按键时没有反馈信号，则与相应的电路或扫描信号有关；如果所有键都没有反馈信息，则说明键盘扫描系统已瘫痪或监视程序已损坏。返回上一页下一页检查显示设备的方法是第一种方法，第二种方法是使显示器的所有字段都亮起，然后使所有字段都不亮以检查显示器和显示器是否正常。对应的接口电路处于正常工作状态。指示其正常工作后，按任意按钮可退出初始自检模式并给出正常的工作符号或状态；另一种是在一段时间内显示一些特征字符，通常是控制系统的名称或代码。它会自动消失并进入另一个初始状态或某个操作状态。回到前面的页面。下一页显示设备的自检程序的流程图。返回上一页和下一页。四、输入通道的自检模拟输入通道变送器部分的自检？如果变送器内部或接线盒的端子短路，则Vin为24V。此时，ADC转换的数字量为满量程（即最大数字量）；如果变送器的内部或接线盒的端子打开，则Vin为0 V，由ADC转换的数字量最小（通常为零）。返回发射机和ADC连接图的上一页，下一页。 ADC部分的自检将参考电源连接到A / D转换器的输入，开始测量，并将采样结果与ROM中的预设值进行比较。如果错误在允许的范围内，则说明AD转换器正常，否则可以确定AD转换器出现故障。
返回上一页下一页五、输出通道的自检间接参数判断方法，是根据模拟量采样值的变化判断模拟输出通道或数字输出通道是否正常。输入通道。例如，输出数字量控制泵的启动和停止，并且管道上安装了流量检测器。当流量检测电路无故障时（上述直接参数判断方法可以保证自检），不仅可以根据流量是否发生变化来判断开关，还可以驱动电路，继电器，交流接触器，热继电器，电机，泵和现场连接正常，可以根据泵的流量特性在线判断泵的性能。返回上一页下一页输出通道自检程序流程图返回上一页下一页优秀的课件！优秀的课件！六、总线的自检方法首先对相应的锁存器执行输出命令，以便将地址总线和数据总线上的信息存储在锁存器中，然后读取锁存器，以便地址总线和数据总线上的信息被重新读取到CPU中，并与原始输出信息进行比较。如果结果不一致，则表示外部总线出现故障。返回上一页下一页检查外部总线通过缓冲区传输的信息是否正确
