由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量 技术是关键和基础； 王大珩：能不能创造高水平的科学仪器和设备体现了一 个民族、一个国家的创新能力。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.对仪器仪表重要性的认识
英国著名科学家H. Pavy曾明确指出：
“Nothing begets good science like development of a good instrument” （发展一种好的仪器对于一门科学的贡献超过 了任何其他事情）
智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物；
是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器；
具有对数据的存储、处理、逻辑判断及自动化操 作等功能；
具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强 等) 。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
1984年：我国仪器学会成立“自动测试与智能仪器专业学组”；
1986年：IMEKO(国际测量联合会)以“智能仪器”为主题召开了专门的讨 论会；
一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.对仪器仪表重要性的认识
仪器仪表是： 国民经济的“倍增器” 科学研究的“先行官” 现代战争的“战斗力” 法庭审判的“物化法官”
一、从传统仪器仪表到智能仪器
6.对仪器仪表重要性的认识：测量
门捷列夫：科学是从测量开始的； 钱学森：新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术
一、从传统仪器仪表到智能仪器
同学在学习和生活中，接触、使用或
2.九类基础性测试计量仪器了解哪些仪器仪表？期中智能化如何？
几何量：长度、角度、形貌、相互位置、位移、 距离测量仪器等； 机械量：各种测力仪、硬度仪、加速度与速度 测量仪、力矩测量仪、振动测量仪等； 热工量：温度、湿度、流量测量仪器等； 光学量：如光度计、光谱仪、色度计、激光参 数测量仪、光学传递函数测量仪等；
→灵活性强、可靠性高 数据处理 ：
→改善测量的精确度 →提供更多高质量的信息量
多功能化：一机多用
三、推动智能仪器发展的主要技术
传感器技术 A/D等新器件 高性能单片机与DSP的广泛应用 嵌入式与片上系统(SOC、SOPC) ASIC、FPGA／CPLD技术 LabVlEW等图形化软件技术 网络与通信技术 微型化技术 仪器云（并行计算）
三、推动智能仪器发展的主要技术
智能传感器
传感器和微处理器结合，产生了具有一定 数据处理能力，并能自检、自校、自补偿 的新一代传感器——智能传感器。 微电子、光电子技术发展 加工工艺 新型智能敏感材料
1988年：IFAC (国际自动控制联合会) 的理事会正式确定“智能元件及仪 器”。
近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展。
模糊判断、故障诊断、容错技术、传感器融合、复杂系统健康预测等，使 智能仪器的功能向更高的层次发展。
智能仪器对仪器的发展以及科学实验研究产生了深远影响，是仪器设计的 里程碑。
第一章 概 述
一、从传统仪器到智能仪器
仪器仪表、智能仪器、重要性认识
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
4个层次、2种结构、3个特点
三、推动智能仪器发展的主要技术 四、智能仪器与人工智能关系
-----智能仪器2.0
一、从传统仪器仪表到智能仪器
1.仪器仪表定义、作用、分类
定义：仪器仪表是信息获取的手段、是认识世 界的工具，是一个系统或装置。 基本作用：延伸、扩展、补充或代替人的听觉、 视觉、触觉等器官的功能。 分类：行业、性质、特点。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器平台 精准时空信息：北斗(BDS)、GPS卫星
一、从传统仪器仪表到智能仪器
4. 三代仪器仪表 第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表 第二代为数字式仪器仪表 第三代就是智能式仪器仪表
第四代是：？
一、从传统仪器仪表到智能仪器
5.智能仪器的概念与历史沿革
二、智能仪器的分类、基本结构与特点 1.分类 (按智能化程度和层次分类）
高级智能仪器类 模型化智能仪器类
初级智能仪器类 聪敏仪器类
兼
趋
容
势
人工智能
系统辨识 计算机、信号处理
电子、传感、测量
二 、智能仪器的分类、基本结构与特点
2.智能仪器的基本结构
两种基本类型:
微机内嵌式
微机扩展式
将单片或多片的微 处理器与仪器有机 地结合在一起形成 的仪器。
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器 中国天眼：
500米口径球面射电望远镜
一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器 引力波探测仪器：听到宇宙星球并合音波
LIGO激光逊干涉仪

一、从传统仪器仪表到智能仪器
3.当下标志性的重大科学仪器平台 深海触摸：蛟龙号载人潜器
三、推动智能仪器发展的主要技术
1.传感器技术 聋哑传感器(Dumb Sensor) 智能传感器(Smart Sensor) 网络化传感器(Networked Sensor)
三、推动智能仪器发展的主要技术
聋哑传感器
传统的传感器是模拟仪器仪表时代的 产物。它的设计指导思想是把外部信 息变换成模拟电压或电流信号。功能 单一，因而被称为“聋哑传感器”。
PC总线
软件
电源
仪仪仪
仪通
器器器
器用
插 插 插 …… 插 接
件件件
件口
扩展底板或外部插件箱
PC仪器结构图
二、智能仪器的分类、基本结构与特点 工控微机机扩P展C式I
PC仪器结构图
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
3.智能仪器的特点
◆ 测量过程的程序控制（自动化）： 没有或极少人为手动操作， “以软代硬”
以个人计算机(PC) 为核心的应用扩展 型测量仪器。
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
非电量
Soc、 Sopc
输出通道
D/A
传感器
A/D
电 输入通道 量
RAM、ROM
单片机 或 DSP
人机接口
RS232 USB
打印机
基本内嵌微处理器智能仪器
二、智能仪器的分类、基本结构与特点
个人计算机 总线扩展槽
一、从传统仪器仪表到智能仪器
电离辐射：各种放射性、核素计量，X、γ射线及 中子计量仪器等； 时间频率：各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时 间频率测量仪等； 电磁量：交、直流电流表、电压表、功率表、 RLC测量仪、静电仪、磁参数测量仪等； 电信号测量仪器 ：如示波器、信号发生器、相位 测量仪、频谱分析仪、动态信号分析仪等； 集成电路测试仪器: 模拟或数字集成电路测试仪。