第一篇：對智能儀器的認識與感想

對智能儀器的認識與感想

認識簡介

智能儀器是含有微型計算機或者微型處理器的測量儀器，擁有對數(shù)據(jù)的存儲運算邏輯判斷及自動化操作等功能。

科學技術的發(fā)展對現(xiàn)代儀器提出了越來越高的要求,以現(xiàn)代科學儀器(如掃描電鏡、光譜儀、能譜儀等)為例。人們不僅要求及時、精密、可靠地獲得有關物質(zhì)成分的結構與數(shù)據(jù)，還要求對物質(zhì)的價態(tài)、結構、表面、成分及其賦存的狀態(tài)燈進行縱深分析。近年來，通信科技、Internet網(wǎng)絡、多媒體技術及相關服務業(yè)的劇增，也進一步推動了智能儀表的發(fā)展。

智能儀器儀表的發(fā)展概況

一、80年代，微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，測量系統(tǒng)常通過ieee488總線連接。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器得到了發(fā)展。

二、90年代，儀器儀表的智能化突出表現(xiàn)在以下幾個方面：微電子技術的進步更深刻地影響儀器儀表的設計;dsp芯片的問世，使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強;微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力;圖像處理功能的增加十分普遍;vxi總線得到廣泛的應用。

三、近年來，智能化測量控制儀表的發(fā)展尤為迅速。國內(nèi)市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測量控制儀表，例如，能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計，能夠進行程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠實現(xiàn)數(shù)字pid和各種復雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器，以及能夠對各種譜圖進行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等。

智能儀器儀表發(fā)展趨勢

一、微型化

二、多功能化

三、人工智能化

四、融合ISP和EMIT技術，實現(xiàn)儀器儀表系統(tǒng)的Internet接入(網(wǎng)絡化)

五、虛擬儀器是智能儀器發(fā)展的新階段

智能儀器的應用舉例

一、智能配電器

在有智能儀表之前，大家都是用抄表的方式來計量使用水的多少，自從有了智能儀表，從根本上改變了這種方式，在節(jié)省人力物力的基礎上，給能源部門帶來了經(jīng)濟效益和社會效益。智能化儀表在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中帶給我們很大的便利。

(一)、對能源供應部門來說：

1、節(jié)省了大量的抄表、錄入、收費等人力和財力。

2、解決了抄表難、收費難等長期存在的問題。既能保證用戶使用，也能對惡意拖欠實施徹底的關閥。

3、管路有跑漏，能及時發(fā)現(xiàn)，不浪費寶貴資源。

4、表計數(shù)字隨時掌握，為科學調(diào)度提供科學依據(jù)。

(二)、對用戶來說：

1、不再受抄表和表的維護所打擾。

2、不再為繳費、刷卡而來回跑，交了錢，閥門就立刻開通。經(jīng)濟能力允許的話，一次可交足一年的錢，省得月月交費而煩惱。

3、當家里忘了關龍頭時，可借助抄表網(wǎng)絡平臺，遠程關掉自家的閥門。

4、可低成本擴充增值服務：如家庭防火、防盜的報警。

(三)、對儀表制造企業(yè)來說

1、生產(chǎn)適銷對路的產(chǎn)品，顯然是企業(yè)的初衷。

2、研發(fā)各種公用事業(yè)管理平臺，為公用事業(yè)管理方提供便利。

3、根據(jù)數(shù)據(jù)報表，進行市場決策和產(chǎn)品調(diào)整。

二、醫(yī)學智能儀器

隨著現(xiàn)代工程技術尤其是電子技術,微型計算機技術應用于醫(yī)學領域,出現(xiàn)了不少智能醫(yī)學儀器。所謂的“智能醫(yī)學儀器”實際上就是指帶微機的醫(yī)學儀器。與以往的儀器不同,它本身具有一定的邏輯判斷能力,有力的醫(yī)學儀測到人體斷層放射出來的微弱核磁共振信號送計算機處理成象，從而準確判別人體各器官的健康情況，對疾病的預防起到了舉足輕重的作用。醫(yī)學上使用的智能儀器功能齊全，種類繁多，如：(一)、微型心電圖機

心血管疾病是一種較為普遍的疾病，隨著生活節(jié)奏的加快，生活水平和健康意識的提高，人們需要隨時對心臟進行健康監(jiān)護并且能在比較危急的情況下進行及時的診治。心電圖機是診斷心臟病的重要儀器之一，目前市場上有多種心電圖機，心電圖機具有強大的功能：顯示監(jiān)測、存儲、回放、打印、記錄管理、電源報警、電話或者互聯(lián)網(wǎng)絡傳輸。大大方便了人們預防疾病，也減輕了了醫(yī)務人員的負擔，同時也能做到準確判斷疾病并提前處理。(二)、SH-A16智能SPA太空艙

SH-A16智能控制系統(tǒng)SPA太空艙是用于美容美體的專業(yè)spa養(yǎng)生設備，五合一美體敷體艙是SPA養(yǎng)生館、美容休閑會所應具配的現(xiàn)代科技產(chǎn)品，適用于蒸汽、護膚的療法，使人全身放松，再現(xiàn)青春活力，達到美體、塑身的效果(三)、核磁共振CT掃描儀

醫(yī)療上使用CT機非常方便：一張帶有軟墊的檢查床宛如一輛推車，按動電鈕，檢查床就會緩慢向前或向后移動。在CT機身的一旁還有一個裝有電子計算機的柜式控制臺，上邊安裝著大大小小的按鈕和開關?？刂婆_頂上豎放著一架電視顯示器。在控制臺的操縱下，CT機開始工作，顯示器屏幕上便會顯示出檢查結果的圖像。檢查工作完畢后，醫(yī)生還可以從CT機里取出拍攝好的X線照片，照片上的圖像與檢查過程中顯示器屏幕上顯示的一模一樣。核磁共振成像技術使醫(yī)學革命更向前推進了一步，因而被譽為20世紀醫(yī)學診斷領域所取得的最重大的突破之一。

三、LabVIEW智能虛擬儀器仿真中的應用

在虛擬儀器的基礎上開發(fā)虛擬儀器實驗室,與傳統(tǒng)的實驗室相比,虛擬儀器實驗室可以大大減少實驗設備資金的投入。并且在一臺計算機上可以實現(xiàn)諸如示波器、函數(shù)發(fā)生器、電壓表、頻譜分析儀等儀器的功能,節(jié)約了儀器成本,虛擬儀器基于軟件的體系結構大大節(jié)省了開發(fā)和維護的費用。在大學教學中通過引入基于LabVIEW虛擬儀器的教學,便于開放式管理,擴大教學規(guī)模,也可以促進虛擬儀器在教學、實驗和工程領域的推廣。

總結

智能儀器已經(jīng)應用于我們生活的方方面面，大到工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，航空、航天等領域，小到個人家居生活，智能儀器都漸漸取代了人工勞作，為我們的生活帶來了很多便捷，智能儀器的發(fā)展，將使我們的生活變得更簡單美好。

第二篇：智能儀器學習心得

《智能儀器》學習心得

首先，非常榮幸《智能儀器》這門課程由我們的周老師授課?，F(xiàn)在我將學習這門課程的心得、所獲得的知識介紹如下。

隨著微型計算機及微電子技術在測試領域中的廣泛應用，儀器表在測量原理、準確度、靈敏度、可靠性、多種功能及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化，逐步形成了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器——智能儀器。在信息技術的高速發(fā)展和人工智能應用的推動下，智能儀器必將有更大的進展。測試儀器的智能化已是現(xiàn)代儀器發(fā)展的主流方向。因此，學習智能儀器的工作原理、掌握新技術和設計方法無疑是十分重要的。

了解教材的特點對我們學習的課程是相當關鍵的，所以我了解到本教材的特點是：

1、結構合理，章節(jié)安排、重點與難點分布符合教學要求，內(nèi)容系統(tǒng)、新穎、翔實，可教性和可實踐性強；

2、緊密結合科研實踐，融入了DSP、FPGA/CPLD、∑-△型24位A/D、USB接口、觸摸屏、條圖顯示、非線性決策濾波算法、智能傳感器、網(wǎng)絡儀器等當今智能儀器的先進技術；

3、較強了軟件設計方法、課測試性實踐、可靠性設計；

4、有利于授課教師靈活選材，可以選取不同章節(jié)，構成深度和學時有區(qū)別的課程；

5、通過附錄介紹了實驗設備和實驗項目，形成了完整的教學方案。

下面我就我們學到的知識做一個簡單的概況。

本書第一章概述，簡要介紹了儀器儀表的分類、重要性及智能儀器的發(fā)展概況，重點論述了智能儀器的概念、智能化層次、基本結構

與特點，綜述了推動智能儀器的發(fā)展的七方面主要介紹和智能儀器微型化技術。

第二章數(shù)據(jù)采集技術，介紹了集中式和分布式采集系統(tǒng)結構、模擬信號調(diào)理，重點論述了普通型和∑-△型A/D轉換器原理、接口技術，通過實例深入討論了采集系統(tǒng)設計、誤差分析等問題。智能儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱DAS，是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量進行采集、量化轉換成數(shù)字量后，以便有計算機進行存儲、處理、顯示或打印的裝置。傳統(tǒng)的A/D轉換技術在實現(xiàn)極高精度的A/D轉換時，在性能、代價等方面搜到了極限性的挑戰(zhàn)，而且由于難以與數(shù)字電路系統(tǒng)實現(xiàn)單片集成，因而不適應VL-SI技術的發(fā)展。近年來∑-△型A/D轉換器以其分辨率高、線性度好、成本低等特點得到越來越廣泛的應用，特別是在既有模擬又有數(shù)字的混合信號處理場合更是如此。過采樣∑-△型A/D轉換器由于采用了過采樣技術和∑-△調(diào)制技術，增加了系統(tǒng)總數(shù)字的電路的比例，減少了模擬電路的比例，并且易于與數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn)單片集成，因而能夠以較低成本實現(xiàn)高精度的A/D轉換器，適應了VLSI技術發(fā)展的要求。過采樣技術使得量化噪音功率平均分配到更寬的頻帶范圍中，從而減低了基帶內(nèi)的量化噪聲功率。∑-△型A/D轉換器一很低的采樣分辨率和很高的才藝速率將模擬信號數(shù)字化，通過使用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波等方法增加有效分辨率，然后對A/D轉換器輸出進行采樣抽取處理以降低有效采樣速率。

第三章人機對話與數(shù)據(jù)通信，既介紹鍵盤、LCD顯示、RS-232C

標準串行總線通信等基本信息，又重點增加了條圖顯示、觸摸屏、USB通用串行總線、PTR系列模塊和基于移動通信網(wǎng)的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?nèi)容。

測量精度和可靠性是儀器的重要指標。所以第四章，主要介紹了基本數(shù)據(jù)的處理算法，重點講述克服隨機誤差的數(shù)字濾波算法和消除系統(tǒng)誤差的幾種校正算法，簡要介紹了標度變換。引入數(shù)據(jù)處理算法后，使許多原來考硬件電路難以實現(xiàn)的信號處理問題得以解決，從而克服和彌補了包括傳感器在內(nèi)的各個測量環(huán)節(jié)中硬件本身的缺陷或弱點，提高了儀器的綜合性能。

高級智能儀器是應用了人工智能的力量、方法和技術，具有擬人智能特性或功能的一起。為了實現(xiàn)這種特性或功能，智能儀器中一般都使用嵌入微處理器的片上系統(tǒng)芯片、數(shù)字信號處理及專用信號處理電路，一起內(nèi)部帶有處理能力很強的智能軟件。儀器儀表一不再是簡單是硬件實體，而是硬件、軟件相結合，軟件決定儀器智能高低的新型儀器。軟件設計成為智能儀器設計中工作量大任務最繁重、最復雜的工作。因此，只有按照軟件工程的思想，掌握軟件的設計方法，才能夠高效率、高質(zhì)量地完成智能儀器軟件設計的任務。第五章軟件設計，在介紹軟件工程方法的基礎上，重點論述基于裸機和嵌入式操作系統(tǒng)的軟件設計方法，對軟件測試問題作了討論，新增加軟件文檔、監(jiān)控程序設計等內(nèi)容。

可靠性和抗干擾能力是評價儀器系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)劣的重要技術指標。第六章可靠性設計與干擾技術，介紹了可靠性基本的知識，重點論述

硬件和軟件可靠性設計方法與技術，對一直電磁干擾的主要技術措施進行了較詳細的分析。

第七章可測性設計，介紹了可測試性的基本知識、測試性通用設計原則和機內(nèi)測試技術——BIT，結合RAM測試、A/D與D/A測試實例，討論了可測試性設計方法。可測試性是系統(tǒng)和設備的一種便于測試和診斷的重要設計特性，對各種復雜系統(tǒng)尤其是對電子系統(tǒng)和設備的維修性、可靠性和可用性有很大影響?？蓽y試性設計要求在設計研制過程中使系統(tǒng)具有自檢測和為診斷提高方便的設計特性。具有良好的可測試性的系統(tǒng)和設備，可用及時、快速、準確地檢測與隔離故障，提高執(zhí)行任務的可靠性與安全性，縮短故障檢測與看來時間，進而減少維修時間，提高系統(tǒng)可用性，降低系統(tǒng)的使用維護費用。

第八章智能儀器設計實例，論述了智能儀器的設計原則和研制步驟，比較完整地給出了基于單片機和DSP研制的兩種儀器實例。

第九章智能儀器的新發(fā)展，簡要介紹了虛擬儀器的特點、體系結構、硬件和軟件及應用，從基于Web的虛擬儀器、嵌入internet的網(wǎng)絡話智能傳感器和IEEE1451標準等方面討論了網(wǎng)絡話儀器。

以上是我對我們課程每一章學習到的知識的一些概況。我也認識到只是在我們的課堂要學好一門課程是不夠的，要把知識學通、學精，還是需要我們花大量的精力、時間繼續(xù)努力的。所以，我會努力的！

第三篇：對智能運輸系統(tǒng)的認識

對智能運輸系統(tǒng)的認識

1.概述

八十年代以來，在各發(fā)達國家雖然已經(jīng)基本建成了四通八達的現(xiàn)代化國家公路網(wǎng)，但隨著 社會經(jīng)濟的發(fā)展，路網(wǎng)通過能力日益滿足不了交通量增長的需要，交通擁擠、阻塞現(xiàn)象日趨嚴重，交通污染與事故越來越引起社會普遍的關注。經(jīng)過長期和廣泛的研究，這些國家已從主要依靠修建更多的公路，擴大路網(wǎng)規(guī)模來解決日益增長的交通需求，而轉移到用高新技術來改造現(xiàn)有公路運輸系統(tǒng)及其管理體系，從而達到大幅度提高路網(wǎng)通行能力和服務質(zhì)量的目的。日本、美國和西歐等發(fā)達國家競相投入大量資金和人力，開始大規(guī)模地進行公路交通運輸智能化的研究試驗。起初，稱為“智能車輛道路系統(tǒng)（IVHS）”，進行道路功能和車輛智能化的研究。隨著研究的不斷深入，系統(tǒng)功能擴展到公路交通運輸?shù)娜^程及其有關服務部門，發(fā)展成為帶動整個公路交通運輸現(xiàn)代化的“智能運輸系統(tǒng)（ITS）。目前，智能運輸系統(tǒng)已經(jīng)”成為世界運輸領域中高新技術開發(fā)和應用的最熱門的方向。同樣在中國近幾年也開始跟蹤國際上的這種技術發(fā)展趨勢，但是我們的跟蹤同以前的技術跟蹤一樣，又可能要走到技術模仿的老路上去了。其根本的原因就是沒有從社會的、哲學的以及技術的各個層次和角度全面觀察國外的這個技術發(fā)展，而僅僅是從技術和應用的角度出發(fā)，這就有可能使得我國在不遠的將來會發(fā)現(xiàn)，這個技術我們還沒有真正的用上，而發(fā)達國家又推出了新的東西，我們又要去跟蹤別的了。2.交通控制的目的

那么對于智能運輸系統(tǒng)的深層次的含義是什么呢？探討哲學問題，離不開對歷史的回顧，任何系統(tǒng)不論是物理的、非物理的還是混合的，都是一定時期社會與經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，或者說是與當時的社會和經(jīng)濟相適應的。交通運輸系統(tǒng)也不例外，當?shù)缆泛蛙囕v發(fā)展到一定的水平時，人們需要通過適當?shù)目刂?，使系統(tǒng)的無序走向有序，根本的目的是提高效率，但是永

遠不可能達到完全有序，實際上，總是有新的車輛加入系統(tǒng)，同時又有離開的，使得系統(tǒng)總是不完全平衡，這實際是系統(tǒng)的活力所在。此時的技術和設備應用是建立在以下假設基礎上的，首先，假設人是理性的，即每一個交通的參與者（包括駕駛員、乘客、行人等）都會在交通規(guī)則的指導下運動，社會教育他們這樣他們可以得到最大的利益（時間、費用、安全等），其次，交通的管理者將交通系統(tǒng)假設成符合某種物理系統(tǒng)模型，它的輸入符合某種概率分布，在這里使用的是經(jīng)典的數(shù)學方法，微積分和概率論（即便是后來使用的一些新的數(shù)學方法，如模糊數(shù)學等，也沒有脫離原來的假設）來求系統(tǒng)的最優(yōu)解，能夠達到（或接近）這個最優(yōu)解的前提是交通的參與者會按照求解者的假定去做，這種假定往往是在對交通參與者的抽樣統(tǒng)計基礎上作出的。這就是信息革命以前交通控制和管理的基本思路。

實際上交通的參與者不會是完全按照這種假設來運動的，因為人的趨利性往往超過其理性 的一面，同時人還有非理性的一面（即非系統(tǒng)性），這表現(xiàn)在交通活動中雖然車輛是機械的，但是它的運行仍然表現(xiàn)為人的行為特點，因此整個交通系統(tǒng)并不是按照事先的設計和約定行的，這就使按照一定的概率統(tǒng)計設計的控制系統(tǒng)的作用大打折扣。只是由于路網(wǎng)資源較豐富，車輛數(shù)目與路網(wǎng)資源相比還不是很多時，沒有表現(xiàn)出來罷了。但是隨著車輛數(shù)目的增加，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，車和路的矛盾越來越突出，其表現(xiàn)就是塞車、事故多、染嚴重。用數(shù)學的語言來描述就是在以前的假設條件和約束條件下，系統(tǒng)輸出與系統(tǒng)的目標偏離越來越大，實際上最后系統(tǒng)的輸出是發(fā)散的，系統(tǒng)崩潰了。這種系統(tǒng)控制的方法已經(jīng)不適用了，它走過了由量變到質(zhì)變的一個過程。那么能否通過大量的修筑道路來挽救呢？根據(jù)世界各國幾十年的統(tǒng)計，道路的增長率總是低于汽車的增長率，在發(fā)達國家，道路的增長已經(jīng)接近于停滯，而1995年世界汽車的增長率仍然有3.5％（汽車的保有量超過8億輛）。在中國，1996年與1978年相比，機動車增加了27倍，而公路通車里程僅增加了0.32倍。因此僅靠興建新的道路是不可能解決問題的。

3.智能運輸系統(tǒng)的實質(zhì)

世界上的事物發(fā)展是無止境的，運動的過程是永遠不會完結的，經(jīng)濟是要發(fā)展的，汽車仍 然會增長的，人總是要找出解決問題的辦法。盡管道路的增長比汽車的增長慢，但是現(xiàn)有路網(wǎng)是否得到了充分的利用了呢？沒有，我們實際的經(jīng)驗也可以證明這一點，如果我們能夠全面的充分的了解路網(wǎng)上的交通信息，無疑將會有利于我們的出行。因此美國前運輸部長談到將來的發(fā)展時說：“這個國家（指美國，引用者注）將還會修建更多的公路，但是我們僅想到水泥和鋼材，我們將錯過全球的通信革命”（引自U.S.Department of Transportation News Release , Jan.10, 1996）。世界上的事物發(fā)展也有許多水到渠成的例子，信息技術、通信技術的革命性突破使得交通系統(tǒng)的發(fā)展沿著信息革命和通信革命的方向走了出來。首先，計算機技術的高度發(fā)展，已經(jīng)使它從高深的科學走向了平民百姓；其次，我們今天已經(jīng)有可能在任何的時間和地點都方便地得到所需的信息；第三，今天的技術發(fā)展，使得信息的邏輯中心與物理中心分離，甚至物理的中心已經(jīng)不明顯了，信息資源及其物質(zhì)的載體分布在網(wǎng)絡的各個節(jié)點上，單單看一個節(jié)點，它已經(jīng)形不成中心了。由此出發(fā)，可以重新考慮我們的交通系統(tǒng)，這里我們?nèi)匀患俣ㄈ耸抢硇缘亩移鋬r值取向是基本穩(wěn)定的，即用盡量短的時間，安全的達到目的地。但是人還有非理性的一面，人有沖動和下意識的行為，因此交通參與者的行為是千變?nèi)f化的，我們無法也沒有必要一定要用數(shù)學模型來描述。智能運輸系統(tǒng)在系統(tǒng)框架的哲學層面設計中，從體制層和運輸層出發(fā)，加上一個通信層，將信息及智能處理按照分布結構布置，甚至將信息的接收、處理和存儲分散到每一個車輛或交通參與者可以使用的信息終端中，使得整個系統(tǒng)的運行有可能比傳統(tǒng)的集中式控制更符合人的本性，這時交通參與者在綜合考慮交通基礎設施和交通狀況信息的基礎上按照利益最大的取向來決定自己的運動，在有足夠資源的條件下，系統(tǒng)的運行可以向最優(yōu)接近，這個最優(yōu)是交通基礎設施（包括道路、車輛、服務設施等）資源得到充分的利用，而交通參

與者的總體平均旅行時間接近最小值?？梢钥吹?，這種系統(tǒng)的運行方式與以前的有本質(zhì)上的區(qū)別，傳統(tǒng)的交通控制和管理系統(tǒng)運用傳統(tǒng)的技術和經(jīng)典數(shù)學，以假設條件和約束條件下的數(shù)學模型和公式為基礎，以管理者的角度出發(fā)，按照集中管理的方式對道路使用者進行控制和規(guī)范，在這里管理者是主動的，而道路的使用者是被動的，各種交通工程設施是在物理上迫使使用者這樣做或不那樣做。而智能運輸系統(tǒng)，更加重視人的能動性，它不是力圖將帶有較多社會和人類行為特點的交通系統(tǒng)描述成某種數(shù)學的模型，而是向道路的使用者提供各種各樣的信息，讓道路的使用者從不同的方案中選擇自己所認可的那一種，以誘導為主，而不是以強迫為主，在人的理性與價值取向基礎上，使人們的出行得到滿足，可以說智能運輸系統(tǒng)是將當今世界上最新的科技發(fā)展成果和人的本性的研究相結合，加在以前的交通系統(tǒng)之上而形成的一種反映了21世紀方向的系統(tǒng)。

事物的發(fā)展是不斷走向高級階段的，在以上所論及的系統(tǒng)之后又會發(fā)展到什么方向去如果我們不能在較高的層次上有所探索，我們將永遠在后面。事物的發(fā)展有時會走向反面，有 時似乎會回到原來的位置，如果路網(wǎng)的資源也沒有多余的可以利用怎么辦？有人已經(jīng)提出自動公路的設計而且正在進行試驗，在這種公路上汽車是不受駕駛員的控制的，車上的計算通過路邊和路面下的以及車上的傳感器和通信裝置進行信息的交換，從而控制車輛的運行，這樣在自動公路上各種車輛均以同一速度行駛，車輛間的距離可以縮短（100km/h時，間距以小于1m），車輛不用超車，就象火車運行一樣，這樣道路的通行能力又可以大大的提高?？梢钥闯?，這種控制的方法又回到了純物理系統(tǒng)的控制，但是這個系統(tǒng)又有了質(zhì)的變化，此時每一個運動的單元都要有大量的信息交換，其復雜程度是你現(xiàn)在還可能想象不出來的。

第四篇：對智能材料的感想

對智能材料的感想與認識

隨著科學技術的發(fā)展，材料學科在近些年來也有非常大的發(fā)展，其中最典型，最具有發(fā)展?jié)摿Φ木褪牵褐悄懿牧稀５⒉皇撬械牟牧隙冀兄悄懿牧?，智能材料的材料：智能材料，是一種能感知外部刺激，能夠判斷并適當處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)結構功能化、功能多樣化。科學家預言，智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。一般說來，智能材料有七大功能，即傳感功能、反饋功能、信息識別與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修復能力和自適應能力。具體來說，智能材料需具備以下內(nèi)涵：具有感知功能，能夠檢測并且可以識別外界(或者內(nèi)部)的刺激強度，如電，光，熱，應力，應變，化學，核輻射等；具有驅動功能，能夠響應外界變化；能夠按照設定的方式選擇和控制響應；反應比較靈敏,及時和恰當；當外部刺激消除后,能夠迅速恢復到原始狀態(tài)。

一般來說智能材料由基體材料、敏感材料、驅動材料和信息處理器四部分構成?；w材料擔負著承載的作用，一般宜選用輕質(zhì)材料。一般基體材料首選高分子材料，因為其重量輕、耐腐蝕，尤其具有粘彈性的非線性特征。其次也可選用金屬材料，以輕質(zhì)有色合金為主。敏感材料擔負著傳感的任務，其主要作用是感知環(huán)境變化（包括壓力、應力、溫度、電磁場、PH值等）。常用敏感材料如形狀記憶材料、壓電材料、光纖材料、磁致伸縮材料、電致變色材料、電流變體、磁流變體和液晶材料等。因為在一定條件下驅動材料可產(chǎn)生較大的應變和應力，所以它擔負著響應和控制的任務。常用有效驅動材料如形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等?？梢钥闯觯@些材料既是驅動材料又是敏感材料，顯然起到了身兼二職的作用，這也是智能材料設計時可采用的一種思路。其它功能材料包括導電材料、磁性材料、光纖和半導體材料等。

現(xiàn)如今，智能材料的應用十分的廣泛。如在建筑方面，科學家正集中力量研制使橋梁、高大的建筑設施以及地下管道等能自診其“健康”狀況，并 能自行“醫(yī)治疾病”的材料。在醫(yī)療方面，智能材料和結構可用來制造無需馬達控制并有觸覺響應的假肢。這些假肢可模仿人體肌肉的平滑運動，利用其可控的形狀回復作用力，靈巧地抓起易碎物體，如盛滿水的紙杯等。因為智能材料結構不僅象一般功能材料一樣可以承受載荷，而且它還具有了其他功能材料所不具備的功能，即能感知所處的內(nèi)外部環(huán)境變化，并能通過改變其物理性能或形狀等做出響應，借此實現(xiàn)自診斷、自適應、自修復等功能。所以，智能材料在軍事應用中具有很大潛力，它的研究、開發(fā)和利用，對未來武器裝備的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。智能材料的軍事應用主要涉及到以下幾個方面：智能蒙皮，結構監(jiān)測和壽命預測減振降噪，環(huán)境自適應結構。美國的一項研究表明，在機翼結構中使用磁致伸縮致動器，可使機翼阻力降低85%。美國波音公司和麻省理工學院聯(lián)合研究在槳葉中嵌入智能纖維，電致流變體時可使槳葉扭轉變形達幾度。美國陸軍在開發(fā)直升機旋翼主動控制技術，將用于RAH-66武裝直升機。美國防部和航空航天局也在研究自適應結構，包括翼片彎曲、彎曲造型/控制面造型等。

相信，隨著以后材料科學的發(fā)展以及智能材料的突破，我們的醫(yī)療設備，住宅，馬路，大橋，各類發(fā)電站，各類電器都會廣泛的使用智能材料。相信到時候我們將會生活在一個智能化與信息化結合的新時代，這也意味著我們的生活會越來越美好，越來越舒適，越來越安全。

何小偉

2012國際貿(mào)易

第五篇：智能儀器實習報告

智能儀器實習報告

課題名稱 虛擬數(shù)字電壓表的設計 院（系）電氣工程與控制科學學院專 業(yè) 測控技術與儀器 姓 名 _____________ 學 號 _____________ 起止日期 2017/5/10-2017/5/18 指導教師 蔣 書 波

2017 年 5 月 18 日

一、實訓要求

在LabVIEW平臺下，掌握虛擬數(shù)字電壓表的前面板設計和框圖程序設計。了解被測信號的種類，保證電壓測量的精確度。

二、實訓目的

1、數(shù)字電壓表的功能。

2、虛擬數(shù)字電壓表的前面板設計。

3、虛擬數(shù)字電壓表的框圖程序設計。

4、軟件調(diào)試及誤差分析。

5、電壓測量值的存儲。

三、實驗原理

電壓是電路中常用的電信號，通過電壓測量，利用基本公式可以導出其他的參數(shù)。因此，電壓測量是其他許多電參數(shù)和非電參數(shù)量的基礎。測量電壓相當普及的一種測量儀表就是電壓表，但常用的是模擬電壓表。模擬電壓表根據(jù)檢波方式的不同。分為峰值電壓表、均值電壓表和平均值電壓表，它們都各自做成獨立的儀表。這樣，使用模擬電壓表進行交流電壓測量時，必須根據(jù)測量要求選擇儀表。另外，多數(shù)電壓表的表頭是按正弦交流有效值刻度的，而測量非正弦波時，必須經(jīng)過換算才能得到正確的測量結果，從而給實際工作帶來不便。

采用虛擬電壓表，可將表征交流電壓特征的峰值、平均值和有效值集中顯示在一塊面板上，測量時可根據(jù)波形在面板上選擇儀表，用戶僅通過面板指示值就能對測量結果進行分析比較，大大簡化了測量步驟

四、實驗內(nèi)容及說明

1、前面板的界面友好，操作方便。設計一個數(shù)據(jù)顯示窗口，一個交流/直流選擇按鈕，一個交流電壓測量多選框（PEAK/VIRTUAL VALUE/AVERAGE），一個直流電壓輸入框，一個啟動/停止測量按鈕，一個退出系統(tǒng)按鈕。

2、顯示窗口由三個部分構成，第一個為顯示電壓值的，第二個是顯示AC或DC的，第三個為顯示V或mV的。

3、交流/直流選擇按鈕用于選擇測量輸入信號的交流成分或者直流成分。

4、交流電壓測量多選框在（3）中交流選擇情況下可用，分別對應于電壓的有效值、峰值和平均值測量，以滿足不同場合下測量的需求。

5、直流電壓輸入值控制器在（3）中直流選擇情況下可用，可在其內(nèi)輸入任意直流電壓值，單位為V。

6、程序框圖由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)存儲四個部分組成。作為虛擬數(shù)字電壓表來說，其交流電壓信號由Express VI 仿真信號生成。在數(shù)據(jù)處理中用到交、直流提??；有效值提取；峰值提??；平均值提取。

7、數(shù)據(jù)顯示主要用于顯示數(shù)值、AC/DC、V/mV，后面兩個布爾型指示器根據(jù)測量的不同、數(shù)值范圍的變化而發(fā)生變化。主程序包括一個while循環(huán)結構（用于控制啟動或者停止測量）和兩個case選擇結構（一個是進行峰值測量、有效值測量還是平均值測量，另一個是對測量結果是以V還是mV來表示）。

8、數(shù)據(jù)存儲，以文本或數(shù)據(jù)記錄形式，將電壓測量日期、測量時間、測量值、測量種類（交流/直流）、交流電壓測量選擇（若是直流電壓，此項為0）、電壓值的單位等有效信息，存儲到文件中。且此文件用文本處理軟件可方便瀏覽。

9、軟件調(diào)試中主要由以下幾種調(diào)試技術：

（1）找出錯誤：利用查看錯誤清單，點擊任何一個所列錯誤，再選用Find功能，則出錯的對象或窗口就會變成高亮。

（2）設置執(zhí)行程序高亮：這種執(zhí)行方式一般用于單步模式，來跟蹤框圖中的數(shù)據(jù)流動。

（3）VI程序的單步執(zhí)行：設置單步執(zhí)行模式，將要執(zhí)行的節(jié)點就會閃爍，指示將被執(zhí)行。在次點擊單步按鈕，程序將會變成連續(xù)方式。

（4）探針：利用工具模板中的探針工具，放置于某根連線上，用來指示當前數(shù)據(jù)上流動的數(shù)值。

（5）斷點：工具模板中的斷點工具，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)，點擊希望設置或者清除斷點的地方。

10、對于虛擬數(shù)字電壓表來說，其誤差分析部分就可以省略了。而如果為實際數(shù)字電壓表的設計，需要多次重復測量某一電壓，考慮重復性和精確性。

五、設計思路

1、前面板的設計

前面板模擬真實電壓表的前面板，用于設置輸入數(shù)值和觀察輸出量。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬電壓表控制軟件的核心。設計這部分時，主要考慮界面美觀、操作簡潔，用戶能通過面板上的各種按鈕、開關等控件來控制虛擬電壓表進行測量工作。根據(jù)傳統(tǒng)電壓表面板控件的功能，利用LabVIEW中的控制模板，分別在設計面板上放入模擬實際電壓表控件的數(shù)據(jù)顯示窗口，一個交流/直流選擇按鈕，一個交流電壓測量多選框（PEAK/VIRTUAL VALUE/AVERAGE），一個直流電壓輸入框，一個啟動/停止測量按鈕，一個退出系統(tǒng)按鈕

2、程序框圖的設計

（1）、數(shù)據(jù)采集部分

整個電壓表分為交流和直流兩個部分，為了方便交直流的選擇，此處采用一個case選擇結構作為交直流的切換。其中，直流電壓的輸入采用了一個double型的數(shù)值輸入控件，交流電壓的輸入采用了添加均勻噪聲的正弦仿真信號,如圖：

（2）、數(shù)據(jù)處理部分

數(shù)據(jù)處理過程中，在交流部分再次使用case選擇結構來選擇交流電壓峰值、平均值和有效值的輸出，此外還通過電壓值與數(shù)值1的比較來選擇電壓的單位為V還是Mv。

（3）、數(shù)據(jù)顯示部分

由于根據(jù)實驗要求輸出電壓值，在數(shù)據(jù)顯示部分只需要輸出電壓數(shù)值，提供單位V或者mV以及交流直流的顯示，比較簡單。

（4）、數(shù)據(jù)存儲部分

這部分首先創(chuàng)建文件，之后設計了一個連接字符串，將需要存儲的電壓值，電壓單位以及交直流說明連接起來，寫入文本。為了使存儲的數(shù)據(jù)簡單易懂，添加了存儲數(shù)據(jù)產(chǎn)生時間；為了使產(chǎn)生的文本美觀，使用了行結束符、制表符等來換行換列。

六、實訓感悟

通過這次實訓，我收獲了很多，一方面學習到了許多以前沒學過的專業(yè)知識與知識的應用，另一方面還提高了自己動手做項目的能力。本次實訓，是對我能力的進一步鍛煉，也是一種考驗。從中獲得的諸多收獲，也是很可貴的，是非常有意義的。在實訓中我學到了許多新的知識。是一個讓我把書本上的理論知識運用于實踐中的好機會，原來，學的時候感嘆學的內(nèi)容太難懂，現(xiàn)在想來，有些其實并不難，關鍵在于理解。在這次實訓中還鍛煉了我其他方面的能力，提高了我的綜合素質(zhì)。首先，它鍛煉了我做項目的能力，提高了獨立思考問題、自己動手操作的能力，在工作的過程中，復習了以前學習過的知識，并掌握了一些應用知識的技巧等。

實訓過程中，我同時也深深的感覺到自己所學的知識的膚淺和在實踐運用中知識的匱乏，剛開始的一段時間里，對一些東西無從下手，茫然不知所措，這讓我感到非常的難過。在學校總以為自己學的不錯，一旦接觸到實踐，才發(fā)現(xiàn)自己知道的是多么少，這才真正領悟到學無止境的含義。平時在學習中不能夠透徹理解的知識，通過動手，會有更好的認知。我意識到自己的操作能力的不足，在理論上還存在很多缺陷。所以在以后的學習生活中，我會更加努力地加強理論聯(lián)系實踐的學習，在努力學好專業(yè)知識的同時努力加強自己的專業(yè)技能方面的能力，使自己的知識在實踐中不斷增長，在實踐中鍛煉自己，培養(yǎng)自己各方面的能力，不斷提高自己的能力。