智能仪器课程总结

智能仪器课程总结（精选6篇）

篇1：智能仪器课程总结

关于智能仪器仪表的学习总结

现在的社会是一个飞速发展的社会，随着科学技术的不断发展，设备智能化成为一个势不可挡的趋势,智能手机、智能机器人、智能家居，各种智能设备层出不穷，所以作为21世纪年轻的我们必须学习智能设备。通过学习，我对智能仪器仪表的相关知识有了一定的认识与理解。

一、我对智能仪器的整体理解以及传统仪表与智能仪表的区别。

电子仪器主要有三个发展过程，第一代是模拟电子仪器，第二代是数字电子仪器，第三代是智能仪器。智能仪器是计算机技术向测量仪器移植的产物，他是一个专用的微型计算机系统，由硬件和软件两大部分组成。它具有数据储存、运算、逻辑判断能力，能根据被测参数的变化自选量具备了一定的智能，因此被称为智能仪器。传统测控仪表对于输入信号的测量准确性完全取决于仪表内部各功能部件的精密性和稳定性水平，因此传统仪器对于测量结果的正确性不能完全保证，而智能仪器可以采用自动校准技术来消除仪器内部器件所产生的漂移电压。所以智能仪表的精确度要比传统仪表高许多。

二、我对人机对话和数据通信的认识

智能仪器接收外部参数和输出测量结果主要是通过人机对话来进行数据通信。人机对话主要有五部分组成：键盘、显示器、触摸屏技术、RS-232C,RS-422/485串行总线数据通讯和USB通用串行总线。

键盘是人机对话的输入设备，智能仪器通过键盘来获得外部数据，键盘主要有两种：编码键盘和非编码键盘。LCD显示器是只能仪器的输出设备，它的显示方式主要分为三种：段码式LCD显示、字符式LCD显示和图形式LCD显示。触摸屏是一种新型的输入设备，我们仅需以手指触摸计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作,方便、快捷地查询想要的信息或资料，简单、直观地实现人与复杂机器的交流。触摸屏主要分为：电阻式触摸屏、红外式触摸屏、电容式触摸屏和表面声波式触摸屏。RS-232C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准；RS-422A标准是EIA公布的“平衡电压数字接口电路的电气特性”标准；RS-485是RS-422A的变形。RS-422A为全双工，可同时发送和接收；RS-485则为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接收。Usb是一个很不错的设备，简单易用，方便快捷。它采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游设备提供电源。同时SB定义了4种数据传输的类型：控制传输、批量传输、中断传输、等时传输，每一种类型都处理不同的需要，并且一个外设可以支持它最适合的传输类型。

三、我对智能仪器的基本数据处理算法的理解

智能仪器的基本数据处理算法主要有三种，分别是克服随机误差的数字滤波算法、消除系统误差的软件算法和标度转换。

数字滤波是一个计算过程，无需硬件，因此它的可靠性较高，不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题，同时它使用起来比较方便灵活，因为只要适当改变数字滤波程序有关参数，就能方便的改变滤波特性。由于仪器采集的数据并不等于原来带有量纲的参数值，必须把它转换成带有量纲的数值后才能显示、打印输出和应用，这种转换就是工程量变换，又称标度变换。标度转换分为：线性标度转换、飞线性标度转换。

智能仪器主要有软件和硬件组成，通过对软件设计的学习，我懂的了智能仪器中软件的主要功能是采集信息、与外界对话、记忆信息、处理信息、控制功能、自我测试、自补偿自适应/自校正自学习。在软件开发过程中主要分为三个阶段，分别是定义阶段、开发阶段和维护阶段。定义阶段又可细分为：系统分析、软件项目计划、需求分析；开发阶段包括软件设计、编码和测试。维护阶段包括改正、适应和提高。

四、我对智能仪器软件设计的认识。

软件设计可以分为两种，一种是基于裸机的软件设计，一种是基于操作系统的软件设计。裸机相对简单，实现起来也较简便，带操作系统的相对复杂，但功能强大，因此二者各有千秋。许多简单的嵌入式系统并不需要嵌入式操作系统(如单片机控制)。但是，随着嵌入式系统复杂性的增加，操作系统显得越来越重要。

五、我对设备的可靠性与抗干扰技术的理解

对于任何一种设备，可靠性都至关重要。可靠性就是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。主要可以通过三个指标来检测设备的可靠性，可靠度、失效率和平均寿命。通过学习，我了解到了一些提高设备可靠性的方法，认真地进行规范设计、可靠的程序设计方法、程序验证技术、提高软件设计人员的素质、消除干扰、增加试运行时间等。任何设备运行的时候都会受到外界的干扰，干扰的存在，会对设备的准确性、可靠性造成一定的影响。所以我们在设计任何设备时，都不要忽略干扰的影响。通过学习我知道干扰主要分为机械干扰、热干扰光干扰、湿度干扰、化学干扰、电和磁干扰和射线辐射干扰。不同的干扰类型需要采用不同的措施，譬如对于电磁干扰，常采用消除或抑制噪声源，破坏干扰的耦合通道，消除接收电路对干扰的敏感性，采用软件抑制干扰的方法来减少干扰。

六、我对可测性设计的认识。

每种设备在投入运行之前都要进行测试，为了有效地降低测试的复杂性、缩短产品开发时间、减少制造成本和维护成本，我们引入了可测性设计的概念。它是指产品能够及时准确地确定其自身状态（如可工作，不可工作，性能下降等）和隔离其内部故障的设计特性。测试性总体设计包括以下几个部分：模块划分、功能和结构设计和元器件选择。在元器件选择时要注意一下几个方面：①使用元器件的品种和类型应尽可能地少。②元器件如有独立刷新要求，测试时，应有足够的时钟周期保障动态器件的刷新。③被测单元使用的元器件应属于同一逻辑系列；如果不是，则相互连接时应使用通用的信号电平。④应避免使用继电器，因为消除触点抖动需要附加部件。⑤在满足性能要求的条件下，优先选择具有好的测试性的元器件和装配好的模块，优先选择内部结构和故障模式已充分了解的集成电路。⑥如果性能要求允许，应提供使用标准件的结构化简单设计，而不采用使用非标准件的随机设计。在生成测试序列时，优先考虑常规的、系统化的测试，而不采用技术难度大的测试，尽管后者的测试序列短。

七、我对智能仪器发展趋势的看法。

智能仪器会向着微型化、多功能化、人工智能化、网络化以及虚拟仪器方向发展。微型智能仪器随着微电子机械技术的不断发展，其技术不断成熟，价格不断降低，因此其应用领域也将不断扩大。多功能化是智能仪表的一个本身就具有的特征，通过微型化与多功能化，使智能设备的体积越来越小，功能越来越强大。人工智能是计算机应用的一个崭新领域，通过使智能仪器人工智能化，可以使其代替人的一部分脑力劳动，这样智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。由于网络技术发展的突飞猛进，internet技术正在逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透，实现智能仪器仪表系统基于internet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级、功能重置和系统维护。虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段，测量仪器的主要功能都是由数据采集、数据分析和数据显示等三大部分组成的。在虚拟现实系统中，数据分析和显示完全用pc机的软件来完成。因此，只要额外提供一定的数据采集硬件，就可以与pc机组成测量仪器。这种基于pc机的测量仪器称为虚拟仪器。在虚拟仪器中，使用同一个硬件系统，只要应用不同的软件编程，就可得到功能完全不同的测量仪器。可见，软件系统是虚拟仪器的核心，“软件就是仪器”。作为虚拟仪器核心的软件系统具有通用性、通俗性、可视性、可扩展性和升级性，能为用户带来极大的利益，因此，具有传统的智能仪器所无法比拟的应用前景和市场。

以上几点就是我对智能仪器的一些基本的认识，也许认识的还比较肤浅，甚至可能有些许错误。但是在以后的日子里，随着科技的发展，智能仪器的普及，我会对智能仪器有更深的理解与认识。

篇2：智能仪器课程总结

一、知识点

1、智能仪器的基本结构

2、数据采集系统的基本结构形式

3、智能仪器克服脉冲干扰的方法 1．限幅滤波法

2．中值滤波法

3．基于拉依达准则的奇异数据滤波法（剔除粗大误差）

4.基于中值数绝对偏差的决策滤波器

4、智能仪器零位误差和增益误差的校正方法、分段插值校正方法 零位误差自校正: 在每一个测量周期或中断正常的测量过程中，把输入接地(即使输入为零)，此时整个测量输入通道的输出即为零位输出(一般其值不为零)N0；并将N0存于内存；然后输入接Vx，测得Nx，从测量结果Nx中减去N0,即实现了系统零位误差自校正

增益误差的校正方法: 其基本思想是测量基准参数，建立误差校正模型，确定并存储校正模型参数。在正式测量时，根据测量结果和校正模型求取校正值，从而消除误差。

分段插值校正方法:

这种方法是将曲线y=f(x)分成N段，每段用一个插值多项式Pni(x)来进行非线性校正（i=1, 2, …N）。

5、综合掌握智能仪器故障诊断、以及软件抗干扰技术 综合掌握智能仪器故障诊断技术： 一.仪器自诊断软件的功能

1.开机自诊断 2.周期性实时自诊断 3.键控自诊断 二.CPU的自诊断 功能块测试法 三.ROM诊断

诊断方法：检验和法，双字节累加法 四.RAM 诊断

在智能仪器中RAM用于存储参数和中间结果,比ROM多了写入功能 对RAM的诊断主要看写入的数据和读出的数据是否相同。1.固定模式测试 2.游动模式测试 3.反码校验法

抑制电磁干扰的基本方法 ： 消除或抑制噪声源

破坏干扰的耦合通道

消除接收电路对干扰的敏感性

采用软件抑制干扰

2、抑制电磁干扰的基本措施

a、屏蔽 ：静电屏蔽 ；电磁屏蔽 ；低频磁屏蔽

b、接地 c、浮置 d、对称电路 e、隔离技术 f、滤波

g、脉冲电路的噪声抑制

6、综合掌握仪器的输入、输出通道接口技术（程控放大、量自动转换、A/D转换器接口）、外设（键盘、显示器）和数据通讯技术等，用于智能仪器系统设计时性能指标的计算和系统结构的设计。程控放大：在智能仪器中，可变增益放大器的增益由仪器内置计算机的程序控制。这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。一般由放大器、可变反馈电阻网络和控制接口三个部分组成。

基本原理：程控放大器，又称可编程增益放大器PGA(Programmable Gain Amplifier)基本形式由运放和模拟开关控制的电阻网 络组成 模拟开关由数字编码控制，数字编码可用硬件实现也可由微处理机来控制。

量自动转换：自动量程能根据被根据被测量的大小自动选择合适量程，以保证测量值有足够的分辨力和准确度。由衰减器，放大器，接口，开关驱动组成，具有200mv,2v,20v,200v,1000v五个量程

A/D转换器接口：并行输出A/D转换器接口、串-并行输出A/D转换器接口、串口输出A/D转换器接口

键盘：键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用 硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称为非编码键盘。显示器： 显示方式种类：

LED显示（Light Emiting Decode 发光二极管）

LCD显示(Liquid Crystal Display 液晶显示屏)

7、智能仪器设计的基本要求、基本原则、研制步骤、组合化与开放式设计思想、软硬件关系 智能仪器设计的基本要求

1、功能及技术指标应满足要求 2．可靠性要求 3．便于操作和维护 4．仪器工艺结构与造型设计要求 基本原则：

1、从整体到局部(自顶向下)的设计原则

2、较高的性能价格比原则 3．组合化与开放式设计原则 研制步骤：

1、确定设计任务、拟定设计方案

2、硬件和软件研制

3、软硬件综合调试，整机性能测试和评估 组合化与开放式设计思想：

开放系统的设计思想：在技术上兼顾今天和明天，既从当前实际可能出发，又留下容纳未来新技术机会的余地；向系统的不同配套档次开放，在经营上兼顾设计周期和产品设计，并着眼于社会的公共参与，为发挥各方面厂商的积极性创造条件；向用户不断变化的特殊要求开放，在服务上兼顾通用的基本设计和用户的专用要求等等。组合化设计思想：开放式体系结构和总线系统技术发展，导致了工业测控系统采用组合化设计方法的流行，即针对不同的应用系统要求，选用成熟的现成硬件模板和软件进行组合。组合化设计的基础是模块化(又称积木化)，硬、软件功能模块化是实现最佳系统设计的关键。

软硬件关系：为减低硬件成本，可将硬件功能用软件实现

软件实时性不如硬件，在速度允许情况下，多利用软件高性能器件问世，出现软件硬化趋势，现利用 DSP进行FFT运算，大大减轻软件工作量，提高信号处理速度。

8、《仪器设计任务书》的主要内容、主要作用和编写注意事项

9、智能仪器软件调试、综合调试、整机性能测试的一般方法 智能仪器软件调试：软件测试就是在软件投入运行前，对软件需求分析，设计规格说明和编码的最终复查，是软件质量保证的关键步骤。

综合调试：系统调试，以排除硬件故障和纠正软件错误，并解决硬件和软件之间的协调问题。

整机性能测试的一般方法：整机性能测试，需按照设计任务书规定的设计要求拟定一个测试方案，对各项功能和指标进行逐项测试。如果某项指标不符合要求，还得查明原因，作相应调整；直至完全达到设计要求为止。

10、虚拟仪器的特点

① 在通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完成仪器的功能。

② 仪器的功能是用户根据需要由软件来定义的，而不是事先由厂家定义好的。

③ 仪器性能的改进和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，而不需购买新的仪器。

④ 研制周期较传统仪器大为缩短。

篇3：智能仪器的上位机控制

关键词：智能仪器,上位机控制

目前经济水平在不断的增长, 从而使得计算机的技术水平也在不断的提高当中。因此存在着智能化仪器的更新换代, 相比于传统的仪器来说, 新型仪器多了些具体比较智能化的功能。有更多的功能以及科研价值, 在信息时代, 使用智能化仪器, 能够实现更多的功能, 还能提高工作效率。

1 智能化仪器软件的大体概况

和传统仪器相比相比, 智能化仪器对于软件的要求更加高, 因此相关人员必须加强对其的重视。程序相对于其他C语言的程序而言, 有着比较快的工作效率。一般是由下面的几部分组成的, 有菜单管理程序, 上位计算机与下位一台或数台智能仪表的通讯程序, 流程图以及工艺流程图画面设计和修改程序等等。

C++作为计算机中新兴的一种语言来说, 这种语言有着自己的特点。例如模块化的结构, 使得其具有可读性, 功能性比较强。为了便于以后使用, 可以在其中少量的编入其他的语言, 这样就可以使得其中存在着能够识别的汇编语言。在插入语句的过程中应该尽量的起一些新的符号名称。这样插入的汇编语言, 就可以使得其能够和菜单管理程序融为一体。这样在一定程度上有利于程序的汇编。微型智能仪器指微电子技术、微机械技术、信息技术等综合应用于仪器的生产中, 从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它能够完成信号的采集、线性化处理、数字信号处理, 控制信号的输出、放大、与其他仪器的接口、与人的交互等功能。微型智能仪器随着微电子机械技术的不断发展, 其技术不断成熟, 价格不断降低, 因此其应用领域也将不断扩大。它不但具有传统仪器的功能, 而且能在自动化技术、航天、军事、生物技术、医疗领域起到独特的作用。

2 上位如何接替下位

为了更好的发挥职能化仪器的作用, 现在程度主要使用的是中断程序, 所以我们可以利用一些相关的程序去对服务的程序进行比较详细的说明。其主要存在的功能就是在仪器中断的过程中, 能够自动保留一些程序, 这样就可以在程序正式启用的时候, 尽量能够保证一些寄存器的值。我们可以利用一些指针对于中断向量进行一定的改变。其中一旦出现一些串行的程序, 我们就可以在中断的命令到来之前进行一定程度的改变。因为主程序中存在着一些嵌入式的汇编语言, 因此我们可以就这些程序可能存在的问题进行一定程度的改变, 使得其在传输过程中比较方便。

对于主程序来说, 一般会把串行中中断的地址改为中断的服务程序。因为在运行主程序之后, 就可能会使得程序在接受的过程中收到一定的数据。

对于一些没有使用语言的程序来说, 可以在运行完主程序之后, 按照查询的程序进行, 而且查询过程中存在着一些接受速度比较缓慢的特点。计算机本身使用的语言可能会输入少量的汇编语句, 在中断方式进行数据通讯的过程中, 可以起到一定的节省时间的作用。和以前的程序相比, 这种程序一般会比较容易进行调试以及进行数据方面的传输。

3 上位如何传输一些数据

现在程序采取查询的过程中, 有些数据事先一般存在着数组中。在组程序过程中可以发送一些串口, 这样就可以将查询寄送到寄存器中。在接受以及发送程序中, 数组以及指向数组的指针可以变为全局的变量。智能化仪器上位机控制过程中上位数据传输的合理性扮演着极为重要的角色, 相关人员必须加强对其的重视。

4 在一些状态下汉字菜单如何实现一些步骤

一些计算机语言本身就存在中一些相对比较丰富的图形, 因此对于一些能够比较简单的实现菜单程序的汉字来说, 就可以在英文状态的支撑下进行输入和显示。目前在中文状态下, 一些功能就会受到一定程度的影响。现在某种特定状态下, 如何获取汉字成为了程序运行需要考虑的一些问题。

因为汉字智能在图形的某种状态下显示。对于一些汉字来说, 可能就会相当于一些字符的宽度。因此对于一些可能存在问题的汉字就不需要输入一些汉字。我们可以建立一个比较独立的小字库。这样就可以供程序随时使用, 用户不需要输入一些汉字。

对于上位对下位机的控制来说, 当前在屏幕中有一些流程图有一些显示, 存在着工程流程图以及检测图之类的画面。计算机语言本身就存在着一些绘图的函数, 这些函数可能就会比较需要一些坐标参数。因此本菜单程序有一个比较小的小绘画软件。其中存在的原理就是利用光标的移动, 使得计算机能够记录光标的位置。而且会逐渐达到绘画的目的。

现在图形的方式方面, 因为光标本身是不可见的。为了能够实现移动光标能够画出图标的目的, 可以先在目前伪造一个光标。这样就可以记录下光标的位置。这样能够在移动光标之后, 把一些比较原始的元素填回到原来的位置。这样就可以在新的位置伪造更多的光标。而且在一定的基础上能够使得光标返回到原来的位置。使得光标的移动能够画出一些图形, 这样能够更加方便的绘图。

现在的绘制工艺流程图, 需要做出一些特殊的处理。因为这样就可以在需要进行显示的时候, 使得编写的程序能够有一定的作用。

5 结束语

上文主要就当前智能软件所处的状况、上位机接收下位机的数据程序、上位机发送的一些程序、在特定的状态下如何实现汉字菜单以及绘图程序的实现等进行了详细的阐述。通过叙述可以发现, 当前因为计算机技术在不断发展和进步, 智能化的速度也越来越快。所以在智能化仪器的上位机控制方面就会存在着比较多的问题, 我们需要就其存在的问题处理好, 使得上位机控制有好的发展方向。

参考文献

[1]张艳红, 康月兵.工控机与DH系列智能仪表的通信[J].第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集, 2014:34.

[2]王元.SR系列智能仪器上位机控制的应用[J].中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集 (下) , 2013:78.

[3]王景存, 镇云锋.智能仪器上位机控制的接入方案[J].首届信息获取与处理学术会议论文集, 2012:123.

篇4：智能仪器课程总结

[关键词] 智能仪器 设计性综合实验 改革

一、引言

《智能仪器》是我校信息工程电子类本科专业的一门必修课程,该课程具有较强的实践性、专业性、应用性,因而,实验教学内容的安排、设置在整个教学过程中尤为重要,为使该课程实验内容能充分调动学生上实验课的积极性、主动性和创造性,真正达到对学生的动手、分析、解决问题的能力以及创新能力的培养,本学期笔者对《智能仪器》课程的实验性质、内容和方法进行了认真的研究,根据专业特点、发展需求,尝试对原有的实验内容进行改革和创新,并在实施过程中,不断总结经验,改进和充实实验教学内容,从而达到了改革的预期目的。

二、特点

这次《智能仪器》课程实验教学改革的目的是培养学生的创新能力,围绕这个目的,我们主要做了以下工作:

1.实验性质定位

众所周知,高校实验教学的内容定位不外乎为验证性实验、设计性实验、综合性实验,这三种实验在教学过程中起着不同的作用:验证性实验主要是通过实验验证有关理论结果,帮助学生加深对课堂理论知识的理解,通常这类实验有详细的指导手册和步骤,学生只要按部就班就可以很快地完成实验任务了;设计性实验通常是指在课程教学中为了证明某一现象(或结果)而让学生动手创造(设计)条件,以便观察某一现象(或结果)变化及运行的过程,由于学生的知识和阅历有限,一般地说要真正独立设计一个有影响力的设计性实验是困难的,因而这类实验通常在实验教材中有所提示,或由指导教师提供部分方案让学生根据实验原理,方法,过程等进行再设计,设计性实验有助于提高学生的素质,提高动手动脑的能力,但受课程限制,这类实验不宜过大难度也有所限制;综合性实验通常由一系列的单项实验组成,每个单项实验都为实验设计的总目标服务,它们既是独立的又是关联的,这一系列实验就构成一个综合性实验,这就要求学生除了要学好本课程外,还应学好相关课程,综合性实验通常又和设计性实验相关,当需要证明一个新的命题或一种新的事实时,就需要设计一系列新的实验,在这种情况下,多个单个的设计性实验组成了设计性综合型实验,这类实验在教学实施上无论是对学生还是教师,对实验室的软硬件要求相对是比较高的,但它对教学的促进,对学生能力的培养却是实实在在的。

按照《智能仪器》课程教学要求和改革思路,我们认为经过两年多的专业学习,学生已基本掌握与课程有关的电子技术、传感器、信号处理、单片机、计算机软硬件等知识,通过学习智能仪器基础知识,理解仪器基本原理,掌握智能仪器主要技术和设计方法,学生有一定能力综合运用所学知识和技术,可直接开展设计性综合实验;同时我们对实验室的软硬件设备进行了评估,认为近年来学校加大对实验室软硬件的建设,购置多台先进的仪器设备,能基本满足课程建设发展需要,因而可不再像过去那样,先验证性后设计,然后再做综合性实验,可直接进入设计性综合实验,以提高学生创新实践能力和充分发挥、有效利用先进的仪器设备,为学生走向社会打下一个良好的基础。

2.实验内容选题

当课程实验定位为设计性综合实验后,实验的内容选择就更为重要。选题的原则是实验的内容必须建立在本课程教学要求的基础上,尽量接近工程实际应用和该课程发展前沿,并结合理论课程的教学,由部分功能模块逐渐形成一个包括软件和硬件的完整系统。为此,我们提出多个实验内容选题,供学生选择。如选题之一:在每日的12:31:00,由DAC0832送出的模拟电压,让AD0809采集,要求在液晶显示器显示时间,在LED上显示数据采集的结果,验证输入量跟输出量之间的关系;同时将AD0809采集的数据,通过串行通信方式发送到另外一台单片机,并由另外一台单片机的DAC0832送出来,比较采集的模拟量跟输出的模拟量之间的关系。这个选题涵盖了AD/DA转换,串行通讯、远程控制方法、I2C总线、时钟芯片控制、LED、LCD控制等内容,将本课程与单片机、计算机等相关课程有机的结合起来,给学生提供一个较大的思维空间,便于学生创新设计。

3.集中安排实验时间

由于实验改为设计性综合实验,原来每个课内实验两学时已不够用,为确保实验的连贯性,提高实验效率,同时考虑设计性综合实验与课程教学进程有关,原则上放在课程进程即将结束或结束时较为合适,为此我们适当调整课程,集中安排实验时间,从时间上保证设计性综合实验的实施。

三、设计性综合实验的实施

1.明确的指导思想

首先我们明确地告诉学生实验的指导思想,就是为了更好地运用本课程与相关课程知识和技术,提高学生软硬件综合应用能力,为学生提供一个创新空间,借此进一步巩固所学知识;其次明确地告诉学生《智能仪器》课程的设计性综合实验是一个较为复杂的过程,为达到设计要求,提高效率,一定要遵循正确的设计原则、依照科学的研制步骤和严谨的科学态度来开展工作,在设计过程中要注意系统的可靠性、稳定性。为此我们提醒学生注意在硬件或软件设计时,应把复杂的、难处理的问题,分为若干个较简单的、容易处理的问题,然后再一个个地加以解决,注意合理选择元器件等事项,并制定了《智能仪器》课程的设计性综合实验指导意见,供学生参考。

2.调动学生积极性,鼓励创新

在实验内容选题上,我们只给出选题,只提供基本的设计思想和要求,不提供具体的、详细的方案、电路与相关程序以及实施步骤,为学生留下较大的思维空间,学生通过自己查阅有关资料,自定设计方案、选择芯片、设计电路、选择软件、编制相应的程序以及选择实验仪器进行安装,调试等,观察实验现象,作好实验记录,进行数据处理分析,写出实验报告。整个设计调试过程学生都是主角,这样做的目的,就是为了调动学生学习积极性,以利于自主创新能力的培养。如时钟芯片选择上,有的同学选择PCF8563芯片,这种芯片我们过去从没介绍过在实验中也没使用过,我们就让学生查阅PCF8563芯片的有关资料,让学生在实验中自己解决时钟控制问题;又如在编程过程中,有的同学认为用汇编语言比较繁琐,就自学C51编程;实验课结束后,及时进行总结,对完全达到课程设计要求的、有创意的设计进行表彰,对部分达到课程设计要求的、有创意的设计的给予鼓励,对因方案不完全成熟或受器件限制没有完成设计的失败者我们也不是一棍子打死,而是告诉他们实验是允许失败的,关键是要从失败中汲取经验,学生通过设计性综合实验,培养软硬件协调设计能力,进一步巩固了专业知识,建立了“我能”的自信心,达到我们课程实验改革的目的。

3.指导教师充分发挥“指”和“导”的作用

设计性综合实验为学生提供一个较大的思维空间,便于学生创新设计,但这并不意味在这过程中放任学生自由,教师无事可干,相反鉴于过去做综合性实验时,学生反映做这类实验,耗时长,精力花费大,因而在这一过程中,不能单靠学生忙乎,要充分发挥教师“指”和“导”的作用,寓教学于实验中。在前期准备工作中,给学生提供适当实验室软硬件资源,提供各种参考书籍和专业网站,教学生学会独立进行资料收集、分析,了解课程的最新资料与发展趋势;认真审核学生的设计方案,当设计方案有问题时不是指责学生,而是和学生一起分析、探讨,只要方案有可行之处,就鼓励学生,尊重学生选择,要大胆创新,不要怕失败,因为失败有时也是一种收获,真正做到让学生唱主角,对有畏难情绪的学生,更是多一份关心,根据具体情况加强指导。

4.开放实验室

对一些提前做好设计调试准备工作的学生,可提前进入实验室,提供相应的软硬件设备,让学生按照其方案去做,以鼓励、激发学生学习的积极性

5.制定合理的考核标准

主要分三部分考核:

前期准备(20%):主要考核学生是否能根据所学知识以及课题要求查阅、收集有关资料,并进行综合分析,自定设计方案,自行处理实验过程中的一切问题,以及方案分析、可行性等

设计调试过程(50%):主要考核、验证学生设计调试结果,分别检查每个模块,电路设计是否完整、正确、可行、实用,编制出软件程序,是否调试通过,综合调试是否达到设计要求等

实验报告(30%):要求根据设计方案和课题要求写出实验报告,内容包括方案设计依据,阐述软硬件设计思想,画出实验原理图和程序流程图,测试方法及有关数据分析,提供有效的程序清单和文档,以及设计调试过程中出现的问题和解决办法。

四、思考与小结

通过《智能仪器》课程实验教学改革尝试,我们注意到该专业两个班级60多人有25%的同学较好地完成设计调试任务,50%的学生基本或部分完成设计调试任务,尽管有些学生未完成任务也不气馁,他们从失败中汲取了经验教训,得到了锻炼,学生尝到了创新教育的甜头:学生反映他们学到了许多课堂上学不到的知识,开拓了视野,增强了自信心,对专业的发展和个人未来的发展有了新的评价,我们发现,那些较好地完成设计调试任务学生深受用人单位的青睐,有学生告诉我,他到某大国企应聘,由于有这次设计性综合实验的经历,对自己充满信心,能娴熟地回答有关专业问题,顺利地被录用。同样创新教育也为教师注入新的活力:在实验过程中,有些学生设计思路新颖,有超前意识,这对教师是个促进,教师、学生互相学习,使得师生之间的沟通更密切,交流更频繁,互动更有效。

改革尝试让我们收益匪浅,在下一步的改革中要注意完善:一是准确把握选题难易程度,选题难易程度把握不准,太易,学生轻而易举地完成设计任务达不到课程教学目的;太难,学生完不成设计任务容易产生挫败感,甚至会出现抄袭现象;二是不打无准备之仗,有个别学生未做好前期工作,等到集中实验时再做准备,结果手慌脚乱,心情浮躁,影响实验顺利进行,因而,学生要早做好前期准备工作;三是做好实验总结;四是加强、增加实践训练,尤其是硬件设计,培养学生软硬件协调设计能力;五是要让学生逐步参与课程的设计,让实验课成为一个平台,通过这个平台,达到“以基本能力训练为基础,以综合素质培养为核心,以创新精神教育为主线,明确实验教学任务,更新实验教学内容,改革实验教学方法和手段,强化实验教学考核,提高实验教学质量”,使《智能仪器》课程教学更上一个台阶。

参考文献:

[1]周文富.以科研模式开展综合性设计性实验教学[J].实验室研究与探索,2008,(2):92-95.

[2]杨朝晖.改革高校实验教学,培养高素质人才[J].高等理科教育,2005,(4):106-108.

篇5：智能电网课程总结

一 学习目的

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。协调发展不是单个系统的事情，而是一种“整体性”、“综合性”和“内生性”的同步发展的聚合，可持续发展已成为国家、城市、产业和企业等共同追求的目标。协调发展是可持续发展首要的基础和前提性因素，是可持续发展的动因和手段。更加适应高度市场化的电力交易的需要，更加适应客户的自主选择需要。为此不同的国家和组织都不约而同地提出要建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网，将智能电网视为未来电网的一个发展方向。尽管智能电网的研究与实践尚处于起步阶段，但是建设智能电网已经成为世界电力行业的一种美 好愿景，必将进一步推动电力工业的变革与进步。

作为普通本科生，我选修智能电网相关课程的目的是：了解当下电力系统发展的动向与建设智能电网的目的和意义以及发展目标和路线，熟悉各环节的关键技术，深入的理解建设智能电网的必要性。

二 智能电网发展背景

在当前世界能源短缺危机日益严重、电力系统规模的持续增长、气候环境变化加剧等因素的影响下，21世纪电力供应面临一系列新的挑战。因此，在欧盟、美国和中国，政府、高校研究机构和企业共同参与，针对保证21世纪能源供应面临的技术问题、技术难点和技术路线开展了深入的研究，提出了智能电网的概念。目前，这些国家和地区将智能电网提高到国家战略的高度，将发展智能电网视为关系到国家安全、经济发展和环境保护的重要举措。智能电网是解决2l世纪电力供应面临问题的有效途径。

智能电网计划中的发电侧将要实现电力流、信息流、业务流、资金流的高度一体化，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征，构建坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电力网络系统。从技术上讲，主要体现在以下几个方面：

1.实现机组重要运行参数的在线监测，包括实时煤耗、实时排放等环保指标。

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2.加强对提高发电设备的可调节、抗扰动、可预测等能力的技术研究。3.机网信息的双向交换、控制与快速反应。4.高效、清洁、经济的可再生能源发电和控制技术。5.先进的核电技术。6.洁净煤发电技术。

目前国内电力需求的不断增加,对电能质量提出了更高的要求,加上我国传统能源存量的不断减少,有必要将新能源技术应用于未来电力事业发展,着力寻求智能电网建设的方法和途径,从而在稳步提高电能质量的基础上,有效的缓解能源危机。

在美国，奥巴马政府的经济刺激计划中，有大约45亿美元贷款用于智能电网投资和地区示范项目。智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，提高电网系统的效率和可靠性。智能电网的倡导者要让客户相信，智能电网将帮助客户减少电费支出。另外，太阳能等分布式可再生能源、即插即拔式电动车等还将创造大量间接的工作机会，智能电网将带来数百万个“绿色就业机会”。欧洲国家发展智能电网主要是促进并满足风能、太阳能和生物质能等可再生能源快速发展的需要，把可再生能源、分布式电源的接人及碳的零排放等环保问题作为侧重点。日本构建智能电网以新能源为主。日本将根据自身国情，主要围绕大规模开发太阳能等新能源，确保电网系统稳定 构建智能电网。日本政府计划在与电力公司协商后，开始在孤岛进行大规模的构建智能电网试验。

相比较而言，国内开展智能电网的体系性研究虽然稍晚，但在智能电网相关技术领域开展了大量的研究和实践，在输电领域，多项研究应用达到国际先进水平，在配用电领域，智能化应用研究也正在积极探索。我国的智能电网与西方国家有所不同，是建立在特高压建设基础上的坚强的智能电网，中国式智能电网将以特高压电网为主干网架，利用先进的通信信息和控制技术，构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能电网。其特征将包括在技术上实现信息化、数字化、自动化和互动化，同时在管理上实现集团化、集约化精益化、标准化。

2009年2月2日，中国能源问题专家武建东在《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中，明确提出中国电网必须实施“ 互动电网” 革命性改

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造。在2008年5月末召开的特高压国际大会上，国务院副总理张德江表示，中国将从实际出发积极探索符合中国国情的智能电网发展道路。这是我国高层领导首次在公开场合表达对智能电网的态度。会议上，国家电网公司公布，将分三个阶段推动坚强智能电网的建设：2009年至2010年为规划试点阶段，重点开展“ 坚强智能电网” 发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，及各环节试点工作；2011年至2015年为全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用；2016年至2020年为引领提升阶段，全面建成统一的“坚强智能电网”，技术和装备全面达到国际先进水平。这一宏伟蓝图让众多电力设备及自动化企业兴奋不已，并纷纷投入人力、物力、财力对智能电网进行技术研究，寄望能够在这一轮带有技术革命性质的行业洗牌中拔得头筹。我国西部地区的电网建设水平低于东部，而西部有大量风电、太阳能等清洁能源等待接入电网，因此，预期我国清洁能源接入将在西部进行试点。

三 对智能电网的了解

通过对智能电网这门课程的学习，我了解了智能电网相关的基础知识。所谓智能电网，就是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应安全生、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

我国智能电网具有明显的中国特色，它是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建的以信息化、自动化、互动化为特征的统一“坚强智能化电网”。我国智能电网的基本要求是通过特高压输电，首先满足日益增长的电力负荷需求，在前期保证输电网环节、变电环节的智能化建设，并确保供电的安全可靠性和经济性，使可再生能源接入配电网环节智能化。

智能电网和传统电网相比，有很多不同的特征和优点，具体体现在以下两方面：

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一是主要功能：

（1）鼓励电力用户参与电力生产和进行选择性消费。提供充分的实时电价信息和洞中用电方案，促使用户主动选择与调整电能消费方式。

（2）最大限度兼容各类分布式发电和储能。使分布式电源和集中式大型电源相互补充。

（3）支持电力市场化。允许灵活进行定时间范围的预定电力交易、实时电力交易等。

（4）满足电能质量需要，提供多种的质量-价格方案。

（5）实现电网运营优化。以电网的智能化和资产管理软件深度集成为基础，使电力资源和设备得到最有效的利用；

（6）抵御外界攻击。具有快速恢复能力，能够识别外界恶意攻击并加以抵御，确保供电安全。

二是主要特征：

（1）坚强。在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保电力信息安全的能力。

（2）自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。

（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。

（4）经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。

（5）集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。

（6）优化。优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。

另外，智能电网的研究与发展中也存在着诸多问题，这些问题主要体现在新能源大规模接入、电网运行、电网调度控制及用户与电网信息双向交互等方面。

新能源大规模接入问题的主要表现有：

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（1）风电的间歇性、随机性和反调峰特性增加了电网调频的负担。尤其是在冬季，北方有较多供热机组，受供热限制，这类机组出力必须维持在较高水平，难以参加调频。

（2）当前，在运风电机组70%为双馈型和直驱型机组，由于我国现行标准无强制性要求和成本问题，许多风电场无功补偿装置配置不足。当大规模风电场接入电网时，由于机组调节能力的限制，往往引起并网点周边地区电压越限。目前已经建成投产的风电机组普遍不具备低电压穿越功能。在电网发生扰动或故障时，往往导致风电机组自行脱网对电网造成二次冲击，严重影响电网的安全稳定运行。

（3）各风电场普遍未建立风电功率预测系统，无法准确预测风电出力，使电网调度部门难以安排发电计划，这也加剧了电网调频、调压困难，给电网安全稳定运行带来了隐患。

电网运行方面问题的主要表现有：

（1）电网短路电流水平日益增大。随着系统大量发电机组的投运和500kv.及以下输电线路的不断增加，电网的联系越来越紧密，短路电流日益增高，尤其在华东、华北等经济较为发达地区的电网，由于负荷高度集中，网架结构较为紧密，短路电流超标问题屡见不鲜，已经成为限制电网发展的重要问题。

（2）电力输送不够灵活，影响电网输电能力。由于我国资源和能源的分布特点，各地区发电和负荷分布不均衡的矛盾日益突出，长距离、大容量输电情况逐渐增多。随负荷增长而不断增大的潮流对有限的通道资源造成巨大的输电压力，由于潮流灵活控制的手段非常有限和缺乏，电网输电通道潮流分布不均衡的矛盾日益突出，一些设备利用率水平较低，严重影响了电网输电能力的发挥。

（3）电网动态无功支撑能力不足。在我国负荷高度集中的受电端，电源相对缺乏，电网动态无功支撑能力较弱。负荷中心动态无功支撑能力不足是电网中长期存在的问题，对系统的安全稳定运行构成了严重威胁。

电网调度控制的问题主要表现有：

（1）电网调度计划安排的精细化手段不足。省级及以上调度日前和实时调度计划、安全校核功能及可视化展示与分析等方面研究与应用尚处于起步阶段，与国外先进水平有较大差距；跨区域（大流域）水电优化调度、水火互济和风电

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场出力预测技术仍处于研究阶段。

（2）自动化基础薄弱，在线安全分析存在缺陷。厂站实时数据的完整性和准确性得不到有效保证，系统模型和参数的维护与管理不规范，维护工作量大，省级及以上调度在线安全分析的实用化水平不高，应用水平不平衡，存在“短板”效应。

（3）各种应用系统一体化水平低，制约了调度技术支持系统整体的发展。现有各应用系统大多是针对不同调度业务要求单独进行设计和定制幵发，造成现有调度技术支持系统的整体性差、结构不合理、运行维护困难、安全防护和数据共享能力弱，难以实现扩充和升级。

用户与电网信息双向交互问题主要有：

（1）电网企业缺乏较先进的与用户进行双向信息交互的技术支持系统。因此，无法处理从用户端收集的海量信息，无法根据业务需要分析生成相应策略，并将用户需要的信息传递给用户。

（2）配电网没有形成具有高速率、大带宽、不间断特性的信息交互通信网。目前，我国中压配电通信网主要用于用电信息采集和较发达地区的配电自动化通信业务；低压配电通信网主要用于用电信息采集业务；用电信息采集主要应用公网，存在着带宽和安全性的制约。中西部欠发达地区专网建成率低，严重制约着用电信息采集和配电自动化的发展。因此，没有强大的配电通信网，就无法高效、安全地传递电网与用户之间的交互信息，也无法实现配网自动化，这些问题客观上制约了智能电网的发展。

（3）终端用户智能电表的应用还处在起歩阶段。目前，我国终端用户的电表大部分仅能显示电量，不能为用户提供更多有用的信息。

四 智能电网发展展望

智能电网建设是根据我国能源分布于负荷消纳地域分布特点，适应我国当前和未来社会发展所采取的的电网发展方式，对各类能源，尤其是大规模风电和太阳能发电电的计入和送出适应性强，能够实现能源资源的大范围、高效率配置。我国智能电网的建设已经上升至国家战略层面的高度。智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转化和控制的核心平台之一，前景十分广阔。

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智能电网在目前学术层面没有统一的定义，但大家对智能电网的认识是趋同的。智能电网是以电力流、信息流为主线，涵盖电力系统，包括发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节整体的系统解决方案。智能电网建设已经进入了一个新的阶段，智能电网发展未来路还很长，而未来智能电网更重视发挥智能电网的网络经济效益和电网数据价值。

篇6：智能仪器学习心得

首先，非常荣幸《智能仪器》这门课程由我们的周老师授课。现在我将学习这门课程的心得、所获得的知识介绍如下。

随着微型计算机及微电子技术在测试领域中的广泛应用，仪器表在测量原理、准确度、灵敏度、可靠性、多种功能及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，逐步形成了完全突破传统概念的新一代仪器——智能仪器。在信息技术的高速发展和人工智能应用的推动下，智能仪器必将有更大的进展。测试仪器的智能化已是现代仪器发展的主流方向。因此，学习智能仪器的工作原理、掌握新技术和设计方法无疑是十分重要的。

了解教材的特点对我们学习的课程是相当关键的，所以我了解到本教材的特点是：

1、结构合理，章节安排、重点与难点分布符合教学要求，内容系统、新颖、翔实，可教性和可实践性强；

2、紧密结合科研实践，融入了DSP、FPGA/CPLD、∑-△型24位A/D、USB接口、触摸屏、条图显示、非线性决策滤波算法、智能传感器、网络仪器等当今智能仪器的先进技术；

3、较强了软件设计方法、课测试性实践、可靠性设计；

4、有利于授课教师灵活选材，可以选取不同章节，构成深度和学时有区别的课程；

5、通过附录介绍了实验设备和实验项目，形成了完整的教学方案。

下面我就我们学到的知识做一个简单的概况。

本书第一章概述，简要介绍了仪器仪表的分类、重要性及智能仪器的发展概况，重点论述了智能仪器的概念、智能化层次、基本结构

与特点，综述了推动智能仪器的发展的七方面主要介绍和智能仪器微型化技术。

第二章数据采集技术，介绍了集中式和分布式采集系统结构、模拟信号调理，重点论述了普通型和∑-△型A/D转换器原理、接口技术，通过实例深入讨论了采集系统设计、误差分析等问题。智能仪器的数据采集系统简称DAS，是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便有计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。传统的A/D转换技术在实现极高精度的A/D转换时，在性能、代价等方面搜到了极限性的挑战，而且由于难以与数字电路系统实现单片集成，因而不适应VL-SI技术的发展。近年来∑-△型A/D转换器以其分辨率高、线性度好、成本低等特点得到越来越广泛的应用，特别是在既有模拟又有数字的混合信号处理场合更是如此。过采样∑-△型A/D转换器由于采用了过采样技术和∑-△调制技术，增加了系统总数字的电路的比例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统实现单片集成，因而能够以较低成本实现高精度的A/D转换器，适应了VLSI技术发展的要求。过采样技术使得量化噪音功率平均分配到更宽的频带范围中，从而减低了基带内的量化噪声功率。∑-△型A/D转换器一很低的采样分辨率和很高的才艺速率将模拟信号数字化，通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增加有效分辨率，然后对A/D转换器输出进行采样抽取处理以降低有效采样速率。

第三章人机对话与数据通信，既介绍键盘、LCD显示、RS-232C

标准串行总线通信等基本信息，又重点增加了条图显示、触摸屏、USB通用串行总线、PTR系列模块和基于移动通信网的无线数据传输等内容。

测量精度和可靠性是仪器的重要指标。所以第四章，主要介绍了基本数据的处理算法，重点讲述克服随机误差的数字滤波算法和消除系统误差的几种校正算法，简要介绍了标度变换。引入数据处理算法后，使许多原来考硬件电路难以实现的信号处理问题得以解决，从而克服和弥补了包括传感器在内的各个测量环节中硬件本身的缺陷或弱点，提高了仪器的综合性能。

高级智能仪器是应用了人工智能的力量、方法和技术，具有拟人智能特性或功能的一起。为了实现这种特性或功能，智能仪器中一般都使用嵌入微处理器的片上系统芯片、数字信号处理及专用信号处理电路，一起内部带有处理能力很强的智能软件。仪器仪表一不再是简单是硬件实体，而是硬件、软件相结合，软件决定仪器智能高低的新型仪器。软件设计成为智能仪器设计中工作量大任务最繁重、最复杂的工作。因此，只有按照软件工程的思想，掌握软件的设计方法，才能够高效率、高质量地完成智能仪器软件设计的任务。第五章软件设计，在介绍软件工程方法的基础上，重点论述基于裸机和嵌入式操作系统的软件设计方法，对软件测试问题作了讨论，新增加软件文档、监控程序设计等内容。

可靠性和抗干扰能力是评价仪器系统质量优劣的重要技术指标。第六章可靠性设计与干扰技术，介绍了可靠性基本的知识，重点论述

硬件和软件可靠性设计方法与技术，对一直电磁干扰的主要技术措施进行了较详细的分析。

第七章可测性设计，介绍了可测试性的基本知识、测试性通用设计原则和机内测试技术——BIT，结合RAM测试、A/D与D/A测试实例，讨论了可测试性设计方法。可测试性是系统和设备的一种便于测试和诊断的重要设计特性，对各种复杂系统尤其是对电子系统和设备的维修性、可靠性和可用性有很大影响。可测试性设计要求在设计研制过程中使系统具有自检测和为诊断提高方便的设计特性。具有良好的可测试性的系统和设备，可用及时、快速、准确地检测与隔离故障，提高执行任务的可靠性与安全性，缩短故障检测与看来时间，进而减少维修时间，提高系统可用性，降低系统的使用维护费用。

第八章智能仪器设计实例，论述了智能仪器的设计原则和研制步骤，比较完整地给出了基于单片机和DSP研制的两种仪器实例。

第九章智能仪器的新发展，简要介绍了虚拟仪器的特点、体系结构、硬件和软件及应用，从基于Web的虚拟仪器、嵌入internet的网络话智能传感器和IEEE1451标准等方面讨论了网络话仪器。