1、1.智能监测装置主要有四种实现方式：智能传感器、智能仪器、虚拟仪器和智能监测系统。2.大多数情况下，被测量都是以非电量的形式存在，如温度、压力、流量、物位、成分量3.流量定义为单位时间内流过管道某一截面的体积或质量数。流量分为体积流量和质量流量（1）电磁流量计:是以电磁感应原理为基础的。 电磁感应原理：当导体在稳定均匀的磁场中，沿着垂直于磁场方向作切割磁感线运动时，导体内将产生感应电动势。 （2）超声波流量传感器：是利用超声波在流体中传输时，在静止流体和流动流体中的传播速度不同的特点，从而求得流体的流速和流量。测流量：1.时差法2.相位差法3.频率法4.智能仪器，就是一种以微处理器为核心单元，
2、兼有检测、判断和信息处理等功能的智能化测量仪器。智能仪器的分类：非集成智能仪器和集成智能仪器。智能仪器的构成：软件和硬件。硬件包括传感器、主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、标准通信接口。软件包括监控程序、接口管理程序和数据处理程序。智能仪器的功能：（1）具有逻辑判断、决策和统计处理功能（2）具有自诊断、自校正功能（3）具有自适应、自调整功能（4）具有组态功能（5）具有记忆、存储功能（6）具有数据通信功能。智能仪器的特点：高精度、多功能、高可靠性和高稳定性、高分辨率、高信噪比、友好的人机对话能力、良好的网络通信能力、自适应强、高性价比。智能仪器的发展：多功能化、智能化、微型化、网络化
3、5.非集成智能仪器也称微机嵌入式智能仪器，即将传统的传感器、单片机或微型计算机、模拟量输入输出通道、标准数据通信接口、人机界面和外设接口等分离部件封装在一起，组合为一个整体而构成。6.虚拟仪器以通用的计算机硬件和操作系统为依托，增加必要的硬件设备，通过计算机软件使其具备各种仪器的功能。虚拟仪器的特性：（1）增强了传统仪器的功能（2）软件就是仪器（3）自由定义仪器，仪器开放灵活（4）开发费用更低，技术更新更快（虚拟仪器与传统的相比较：用户自己定义；软件是关键；系统功能、规模可通过软件修改、增减；基于计算机的开放系统，可方便地同外设、网络及其他应用设备连接；价格低，可重复利用；技术更新快；采用软件
4、结构，大大节省开发和维护费用）7.虚拟仪器的关键技术：虚拟仪器总线技术。虚拟仪器总线将传统的消息基仪器和寄存器基仪器统一在同一环境下，不仅为各个仪器模块提供了定时和同步能力，而且还提供了开放的、标准化的高数处理器总线；虚拟仪器总线还对各仪器模块之间的电磁兼容性作出了严格的规定，保证了系统的稳定性和高性能。8.现场总线是“一种安装在制造和过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/ 系统之间的一种串行、数字式、双向传输和多分支结构的通信网络” 。现场总线的含义表现在六个方面：（1）现场通信网络与信息传输的数字化（2）现场设备的智能化与互连（3）互操作性（4）分散功能块（5）通信线供电（6）
5、开放式互连环境9.干扰，就是非被测信号本身，却能与被测信号一起被测试仪器检取的信号。形成电磁干扰有三个要素：（1）噪声源（2）传播干扰的途径（3）敏感器件。干扰源：指产生噪声干扰的元件、设备或信号。 （如雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟）干扰的来源：内部干扰和外部干扰。内部干扰包括四种情形：电路性干扰、电容性干扰、电感性干扰、电磁波干扰。内部干扰：是指测试系统本身（包括被测对象）的各种器件、电路、负载、电源等引起的各种干扰。如电路之间寄生电容、泄漏电阻的存在。外部干扰：是指由使用条件和外界环境因素所引起的干扰，主要来自于自然界和被测对象周围的电气设备。如地球磁场、地球大气放电、宇宙干扰以及
6、水蒸气、雨雪、沙尘、烟尘。干扰传播的途径主要有三种：静电耦合，磁场耦合，公共阻抗耦合。10.智能传感器是内置有智能功能的传感装置，智能传感器是将微加工制造的硅基传感器与信号处理电路、微处理器集成在同一块芯片上或封装在一起的器件，由于微处理器的存在，使得这类传感器具有智能决策和智能信息处理能力。11.热电偶是一种有源传感器，测量是不需要外加电源，使用方便，常用于测量炉子或管道内气体、液体的温度或固体的表面温度。热电偶原理：两种不同的导体两端相互紧密地连接在一起，组成一个闭合回路。当两接点温度不等时，回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关的电动势，从而形成电流。 （前面是热电效应）两
7、个接点，一个为工作端，测量时将它置于被测温度场中，另一个为自由端，当保持热电偶自由端温度不变时，只要用仪表测出总电动势，就可以求得工作端的温度。温度补偿方法：补偿导线法、冷端恒温法、自动补偿法、冷端温度校正法12.霍尔效应：当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差。13.集成智能仪器即智能式传感器的实现，依赖于大规模集成电路和微机械加工工艺，利用硅作为基本材料来制作敏感元件、信号调理店里路、微处理器单元，并将她们集成在同一个芯片上。14.虚拟仪器的软件分为：I/O 接口软件、仪器驱动程序和应用软件。15.图像恢复则是消除或减少在获取图像过程中产生的某些退化，使图像能够
8、反映原始图像的真实特征。16.边缘检测的实质是采用某种算法提取出图像中对象与背景间的交接线，如图像中灰度发生急剧变化的区域边界。17.微弱信号是相对背景噪声而言，其信号幅度的绝对值很小、信噪比很低的一类信号。微弱信号的检测方法：自相关检测和互相关检测。18.同时加在两条被测信号线上的外界干扰就是共模干扰，即输入通道两个输入端上共有的干扰电压。共模干扰的抑制方法：（1）采用差分放大器（2）利用双端输入的运算放大器（3）利用隔离放大器（4）利用浮地输入双层屏蔽放大器19.随机误差：对同一被测量进行多次重复测量时，绝对误差的绝对值和符号不可预知地随机变化的误差。随机误差的特点：有界性、对称性、抵偿性
9、。产生随机误差的主要原因：1.测量仪器元器件产生噪声，零部件配合的不稳定、摩擦、接触不良等。2.温度及电源电压的无规则波动，电磁干扰，地基振动等。3.测量人员感觉器官的无规则变化而造成的读数不稳定等。随机误差体现了多次测量的精密度，随机误差小，则精密度高。20.百分误差：(测量值真值） /真值*100%；即绝对误差与真值的百分比（相对误差）21. 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下，使弹性元件受压后产生弹性形变的原理而制成的测压仪表。这种仪表具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。22. 霍尔压力表是借助于半导体材料的“霍尔
10、效应”进行压力测量，在被测压力的作用下的弹性元件托动霍尔元件在磁场中位移，产生一个正比于被测压力的霍尔电势，由显示仪表显示。23.浮子液面计：24.浮筒式液位计：25.电阻温度计：利用导体或半导体的电阻随温度变化的特性测量温度的器件或仪器。26.检测系统结构：硬件和软件。硬件主要包括传感器、数据采集系统、微处理器、输入输出接口。27.虚拟仪器的构成：信号采集与控制单元、数据分析与处理单元、数据表达和输出单元。28.现场总线特点：（1）1 对 N 结构减少传输电缆、节约硬件设备。 （2）可靠性高（3）可控性好（4）互换性好（5）互操作性好（6）分散控制（7）统一组态29. 看门狗即监控定时器，是
11、智能检测系统普遍采用的一种抗干扰和提高系统可靠性的措施。看门狗设计工作原理：在主程序中对 T0中断服务程序进行监视，在 T1中断服务程序中对主程序进行监视，在 T0中断服务程序中对 T1中断服务程序进行监视。看门狗技术主要的应用：是用于因干扰引起的系统程序弹飞的出错检测和自动恢复。特性：（1）本身能独立工作, 基本上不依赖于 CPU。CPU 只在一个固定的时间间隔内与之打一次交道, 表明整个系统“目前尚属正常” 。 （2）当 CPU 落入死循环后, 能及时发现并使整个系统复位。30. 光电耦合隔离放大器原理：输入信号被放大（或载波调制）后，由耦合器中的发光二极管转化成光信号，再通过光耦合器中的
12、光电器件变换成电压或电流信号，最后由输出放大器放大输出。光电耦合器的特点：（1）耦合器中的发光和光敏元件都是非线性器件（2）非线性器件传输模拟信号将会导致信号失真。克服非线性失真通常采取的措施：（1）给非线性器件施加合适的直流偏置，在小范围内线性传输信息。 （2）采用负反馈技术。31.精度：反映测量结果与真值接近程度的量。精度分为：准确度、精密度、精确度32.接地是抑制噪声的重要手段。接地有两种类型：保护接地和工作接地。保护接地：是为了避免因设备的绝缘损坏或性能下降时，系统操作人员遭受触电危险和保证系统安全而采取的安全措施。 工作接地：是为了保证系统稳定可靠地运行，防止地环路引起干扰而采取的防
13、干扰措施。33.检测技术应用：计算机视觉系统已广泛应用在工商业领域的工况监视、现场监控。计算机视觉检测技术简称A VI。AVI 是一种以计算机视觉方法为基础, 综合运用图像处理、精密测量以及模式识别、人工智能等技术的非接触检测技术。基本原理是通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号传给计算机专用处理系统, 根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号, 系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征, 进而根据判别的结果来控制设备的动作。工业中它利用计算机视觉研究成果, 采用像传感器来实现对被测物体的尺寸及空间位置的三维测量,能较好地满足现代制造业的发展需求。例如基于三角法的主动视觉测量原理具有抗干扰能力强、效率高、精度合适等优点, 非常适合生产现场的在线、非接触产品检测及监控。
