智能臺(tái)式數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)【開題報(bào)告】

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1、畢業(yè)論文開題報(bào)告電氣工程及自動(dòng)化智能臺(tái)式數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)一、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義數(shù)字萬用表是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測(cè)量領(lǐng)域大量使用的一種基本測(cè)量儀表，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化儀表、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等智能化測(cè)量領(lǐng)域，顯示出了強(qiáng)大的生命力。隨著時(shí)代科技的進(jìn)步，數(shù)字萬用表的功能越來越強(qiáng)大，把電量及非電量的測(cè)量技術(shù)提高到嶄新水平。目前在使用的數(shù)字萬用表雖然具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確度，但仍存在有不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，最突出的問題是使用中需要經(jīng)常旋轉(zhuǎn)功能/量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，操作不方便，測(cè)量速度慢。2)經(jīng)常被燒毀，數(shù)字萬用表被燒毀

2、的主要原因是操作者的誤操作。例如：測(cè)量電壓的時(shí)候，誤將功能轉(zhuǎn)換開關(guān)置于電阻檔或置于電流檔等，發(fā)生這些情況時(shí)，數(shù)字萬用表很容易被燒毀。雖然數(shù)字萬用表電路中有保護(hù)電路，但保護(hù)電路只對(duì)誤測(cè)較低電壓有效，當(dāng)誤測(cè)較高電壓時(shí)，一些測(cè)量電路和保護(hù)電路將同時(shí)被燒毀。所以各種數(shù)字萬用表使用說明書中均強(qiáng)調(diào)“不要用數(shù)字萬用表電阻檔測(cè)量電壓，否則將損壞儀表”，但因數(shù)字萬用表本身對(duì)“誤測(cè)”缺乏嚴(yán)格的防范措施，此種現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。3)觸點(diǎn)接觸不良。功能/量程選擇開關(guān)屬于機(jī)械開關(guān)，在測(cè)量過程中需要人工轉(zhuǎn)動(dòng)，其彈簧片容易氧化、損壞和變形而造成彈簧片觸點(diǎn)與電路板接觸不良，導(dǎo)致數(shù)字萬用表測(cè)量準(zhǔn)確度下降，嚴(yán)重時(shí)甚至引起失靈。革除

3、這些弊端一直是設(shè)計(jì)者苦苦探索但始終未能很好解決的難題。電子技術(shù)特別是檢測(cè)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使數(shù)字萬用表的自動(dòng)化水平的提高成為可能，能識(shí)別測(cè)量功能的數(shù)字萬用表取代手動(dòng)操作的數(shù)字萬用表是必然趨勢(shì)。將測(cè)控技術(shù)的發(fā)展成果應(yīng)用到數(shù)字萬用表設(shè)計(jì)中，對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字萬用表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械功能/量程選擇開關(guān)，研制最先進(jìn)的高度智能化的數(shù)字萬用表具有重要意義，對(duì)于提高我國在儀表制造業(yè)方面的國際影響力和數(shù)字萬用表在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力將發(fā)揮重大作用。近20年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、納米技術(shù)等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)智能化儀器儀表提出了更高的要求。特別

4、是近10年來，由于包括納米級(jí)的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果的競(jìng)相問世，使得儀器儀表領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變革。硬件功能軟件化隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的速度越來越快，價(jià)格越來越低，已被廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，使得一些實(shí)時(shí)性要求很高，原本由硬件完成的功能，現(xiàn)在可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)。甚至許多原來用硬件電路難以解決或根本無法解決的問題，也可以采用軟件技術(shù)很好地加以解決。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展和高速數(shù)字信號(hào)處理器的廣泛采用，極大地增強(qiáng)了儀器的信號(hào)處理能力。對(duì)于今后

5、的儀器儀表設(shè)計(jì)，可歸納成一個(gè)簡單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件，其中軟件所占的比例將越來越大。集成化模塊化功能硬件是現(xiàn)代儀器儀表的一個(gè)強(qiáng)有力的支持，它使得儀器更加靈活，儀器的硬件組成更加簡潔，比如在需要增加某種測(cè)試功能時(shí)，只需增加少量的模塊化功能硬件，再調(diào)用相應(yīng)的軟件來控制此硬件即可。同時(shí)，在儀器儀表設(shè)計(jì)過程中，由于采用了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)、專用集成電路(ASIC)引及其表面貼裝等技術(shù),為實(shí)現(xiàn)高度的集成化、模塊化提供了相應(yīng)的技術(shù)條件。參數(shù)的整定與修改實(shí)時(shí)化隨著各種現(xiàn)場(chǎng)可編程器件和在線編程技術(shù)的發(fā)展，儀

6、器儀表的參數(shù)甚至結(jié)構(gòu)不必在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就確定，而是可以在儀器使用的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)置人和動(dòng)態(tài)修改。參數(shù)的在線動(dòng)態(tài)修改以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性，從而保證了后期儀器儀表系統(tǒng)在不改變?cè)O(shè)備硬件的前提下，由系統(tǒng)軟件的升級(jí)換代就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的不斷升級(jí)與更新?lián)Q代。硬件平臺(tái)通用化智能化儀器儀表強(qiáng)調(diào)軟件的作用，選配一個(gè)或幾個(gè)帶共性的基本儀器硬件就能組成一個(gè)通用硬件平臺(tái)，通過調(diào)用不同的軟件就能擴(kuò)展或組成各種功能的儀器或系統(tǒng)，同時(shí)，整個(gè)平臺(tái)的二次開發(fā)由于儀器儀表的通用接口的多樣化，使得軟件的開發(fā)越來越靈活、多樣。通常情況下，一臺(tái)儀器大致可分解為3個(gè)部分：1）數(shù)據(jù)的采集（信號(hào)輸人）；2）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析與處理（信號(hào)的處理及算

7、法控制）；3）顯示或輸出（信號(hào)的輸出）。而傳統(tǒng)的儀器是由廠家將上述三類功能部件根據(jù)儀器功能按固定的方式組建，一種儀器一般只有一種或幾種有限的功能。而智能化儀器則是將具有上述一種或多種功能的通用硬件模塊組合起來，通過編制不同的軟件來構(gòu)成任何一種儀器。這樣就使得儀器與儀表的用途和使用范圍大大擴(kuò)展了。智能化儀器儀表在國際市場(chǎng)上開發(fā)速度快，市場(chǎng)十分廣闊，如國外的測(cè)量控制儀器、儀表，光學(xué)分析儀器、儀表等，平均每年以2.0%的速度增