第2章 智能仪器典型处理功能及实现方法.pptVIP

第2章 智能仪器典型处理功能及实现方法  2.1 智能仪器故障的自检 2.2 自动测量功能 2.3 测量误差及典型的误差处理方法 2.4 数字滤波 思考题与习题 2.1 智能仪器故障的自检 虽然经过多年的发展,智能仪器在设计技术与生产工艺方面有了较大的改进,使得组成智能仪器系统的各个功能部件都具有较高的可靠性和稳定性,但由于实际现场运行环境的多样性和多变性,要做到仪器长期运行不发生任何故障几乎是不可能的。在一个测控系统中,往往一台仪器的故障或损坏有可能影响到整个系统的正常运行,甚至会危及有关的生产设备和人身安全,因此事关重大。有必要采取一定的方法或措施来防止这样或那样的意外发生,使仪器能自动地进行故障的检测和诊断,将不良影响减少到最低限度,以保证仪器和整个系统的安全和可靠运行。 智能仪器的一个重要功能是可以对仪器内部进行自检（又称自诊断）和自测试,即自检操作。智能仪器自检的内容可以根据实际需要设置,通常包括对面板键盘、显示器、ROM、RAM、总线、接插件等的检查。 仪器故障的自检实质上是指利用事先编制好的并已储存在程序存储器中的检测程序,对仪器的各个主要部件（或电路中的一些测试点）进行自动检测。这些测试点在仪器正常时的测试值被预先存入ROM中,在自检过程中单片机把当前的测试值与正常（预先存储的）值进行比较,如果两者相等或在仪器的允许误差范围之内,则显示OK（正常）； 当检测出故障（即不相等）时,则及时给出故障信息（如声、光报警）并显示其故障代码,便于生产、调试及维护人员及时发现故障。自检主要由软件来完成,仪器的自检功能给智能仪器的调试、使用与维护都带来了极大的方便。 2.1.1自检方式的种类及特点 智能仪器的自检方式通常有三种类型。 1)开机自检 开机自检是在仪器电源接通或复位之后进行的,主要检查显示器、仪器的接插件、ROM、RAM等。自检中如果没发现问题,就显示仪器一切正常的特征字符或直接进入测量程序；如果发现问题,则及时报警并显示故障代码,以提醒用户并避免仪器带病工作；当故障严重时,也可以停机待修。  2)周期性自检 系统仅在开机时进行一次性的自检,并不能保证在以后的工作过程中仪器不会出现故障。为了使仪器一直处于良好的工作状态,可以采用周期性自检的方式。周期性自检是将仪器的自检分成若干项,程序设计时安排在仪器的每次（或几次）测量间隙插入一项自检操作。这样,经过多次测量之后便可完成仪器的全部自检项目,周而复始。由于这种自检是自动进行的且不影响仪器的正常工作,因此通常不为操作人员所觉察（除非发生故障而告警）。 3)键控自检 除了上述两种自检外,还可以在仪器的面板上设置“自检”按键,即当用户对仪器的可信度产生怀疑时,可通过按下该键来启动一次自检程序,微处理器根据按键译码后转到相应的自检程序执行自检操作,这就是键控自检。键控自检是一种人工干预的检测方式。 在上述几种不同方式的自检过程中,如果发现仪器出现某种故障,仪器自身通常会以适当的形式发出指示。智能仪器一般都通过其面板上的显示器,以文字或数字的形式显示出错代码。出错代码通常以“ErrorX”字样表示,并常常用发光二极管伴以闪烁信号,以引起注意。 其中“X”为故障代号,操作人员根据出错代码,通过查阅仪器使用手册便可确定故障内容以及故障处理的方法。 智能仪器的自检内容与仪器的功能、特性等因素有关。一般来说,仪器能够进行自检的项目越多,使用和维护就越方便,但相应的硬件和软件也就越复杂。下面介绍ROM、RAM、总线、显示器及键盘的自检方法。 2.1.2自检的方法 智能仪器的自检方法多种多样,这里介绍几种常见的方法。 1.ROM或EPROM的检测 由于智能仪器中的ROM或EPROM是用来存放仪器的控制程序的,是不允许出故障的,因而对ROM或EPROM的检测是至关重要的。ROM或EPROM故障的检测一般采用“校验和”的方法,其具体的做法是：在将仪器程序机器码写入ROM或EPROM的时候,保留一个单元（一般是最后一个单元）。此单元不是用于写程序代码,而是用于写入“校验字”。“校验字”应能满足ROM或EPROM中所有单元的每一列都具有奇数个“1”。 自检程序的内容是：对每一列数进行异或运算,如果ROM或EPROM无故障,各列的运算结果应都为“1”,即校验和等于FFH。这种算法见表2-1所示。表中ROM地址的前7个（0～6）单元是程序代码,最后一个单元内容为对应于上面程序的奇数校验使ROM中的每一列的“1”为奇数个）。这样,ROM的校验和即FFH。 理论上,这种方法不能够发现同一列上的偶数个错误,但是,这种错误出现的概率非常小