【文章內容簡介】 控程序的控制下進行的。 DVM的功能及主要技術指標 智能 DVM除了具有普通 DVM的各項技術指標外，還有以下幾項性能指標： （ 1）標定（ Ax+B） R=Ax+B 式中， R為最后顯示結果， x為實際測量值， A、 B是由鍵盤輸入的常數(shù)。 利用這一性能，可將實際測量值 x換算成顯示結果 R，例如將傳感器輸出的測量值直接用實際單位進行顯示，實現(xiàn)標度變換。 （△ %） 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 32 式中， R為相對誤差； n是由鍵盤輸入的標稱值。 利用這一性能，可將測量結果與標稱值的差值以百分率偏差的形式顯示出來，適用于元件容許誤差的校驗。 （ 3）極限（ LMT） 即上下限報警功能。利用這一性能可以了解被測量是否超越預置極限的情況。使用前，應先通過面板鍵盤輸入上限值 H和下限值 L。測量時，在顯示測量值 x的同時，還將顯示標志 H、L或 P（ pass），三者分別表示測量結果超上限、超下限或通過。 %100??? n nxR%100??? n nxR第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 33 （ 4）最大 ∕最小 利用這一性能可以對一組測量值進行比較，求出其中的最大值和最小值并存儲起來，在程序運行過程中一般只顯示現(xiàn)行值，在設定的一組測量進行完畢之后，再顯示這組數(shù)據中的最大值和最小值。 （ 5）比例 R=x/r （ 91） r=20lg(x/r) （ 92） r=x2/r （ 93） 式中， r為由面板輸入的參考量。 比例是指一個量與另一個量之間的相互關系，有三種形 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 34 式：式（ 91）為簡單比例；式（ 92）為對數(shù)比，單位為 dB；式（ 93）可以用瓦或毫瓦為單位直接顯示負載電阻 r上的功率。 （ 6）統(tǒng)計 利用此項功能，可以直接顯示多次測量值的統(tǒng)計運算結果，一般有平均值、方差值、標準差值、均方值等。 智能 DVM一般還具有自動量程變換、自動零點調整、自動校準、自動診斷等功能，并配有標準接口。 典型智能 DVM介紹 本節(jié)以國產 HG1850微處理器 DVM為例介紹智能 DVM的組成原理及特點。 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 35 1. 組成原理 HG1850微處理器 DVM采用 Intel8080ACPU，多斜積分式A/D變換器，量程可以自動變換，最大顯示數(shù)為 112200，可用于測量 10μV～ 1000V的直流電壓，有 1V、 10V、 100V、 1000V四個量程。 圖 HG1850微處理器 DVM原理框圖，主要有模擬部分、數(shù)字部分組成。輸入放大器和 A/D變換器是保證儀器精度等技術指標的關鍵部分，為了免受干擾，儀器的模擬部分和數(shù)字部分在電氣上采取相互隔離的措施，兩部分單獨供電，其間的信息經光電耦合器進行傳遞。 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 36 輸入放大電路 積分器 比較器 基準電壓 UR 浮置控 制邏輯 量程控制 光電耦合器 CPU 8080A ROM RAM 鍵盤接口 顯示器接口 打印輸出 時鐘 鍵盤 顯示器 模擬部分 數(shù)字部分 數(shù)據總線 地址總線 控制總線 屏蔽 保護 模擬部分電源 數(shù)字部分電源 圖 HG1850微處理器 DVM原理框圖 A/D變換器 xU第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 37 2. 工作模式 （ 1）工作模式 HG1850微處理器 DVM具有五種工作模式，即測量模式、自檢模式、用戶程序模式、編程模式和自校準模式。 1）測量模式 測量模式是最基本的工作方式，在測量模式下用戶可通過鍵盤選擇適當?shù)臏y量方式和量程，微處理器根據鍵盤選定的量程送出相應的開關量（控制字），使輸入放大器組成相應的組態(tài)。測量時，被測電壓首先經過輸入放大器進入 A/D變換器，然后 A/D變換器把放大器輸出的電壓變成數(shù)字量存入到相應的內存單元。接著，微處理器將根據不同量程的校準參數(shù)并按相應的數(shù)學模型、計算出正確的測量結果。若進行數(shù)據處理，還 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 38 要調用有關的數(shù)據處理程序，否則直接顯示測量結果。一次測量結束后，程序自動返回進行下一次測量，如此不斷地循環(huán)測量。 2）自檢模式 按下“自檢”鍵時，儀器進入自檢模式。在自檢模式下，微處理器將按預定程序檢查模擬單元各部分的工作狀態(tài)。如果一切正常，顯示器顯示“ pass”字樣，然后返回到測量模式。若某一部分有故障，顯示器將顯示此故障的代碼，然后等待10s，再次檢查模擬單元是否正常，直至故障被排除為止。 3）編程模式 按下“編程”鍵時，儀器進入編程模式。在編程模式下，用戶可以利用儀器面板的鍵盤編制所需要的計算程序。編程結 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 39 束后，程序又返回到測量模式下繼續(xù)進行測量。 4）用戶程序模式 按下“用戶”鍵時，儀器進入用戶程序模式。用戶程序是按使用者需要而事先編制并固化在 ROM中的測量、控制或數(shù)據處理程序。如果要結束用戶程序模式而進入測量模式，需要按下“返回”鍵。 5）自校準模式 自校準模式是由程序控制自動進入的。儀器內部設立了一個 9bit二進制自校計數(shù)器 M。每一次測量之后 M的內容加 1，當計數(shù)器計滿 512次（約 3min）后，調用一次自校準程序，如此循環(huán)往復。 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 40 （ 2）整機工作流程 HG1850微處理器 DVM整機工作流程圖如圖 。儀器通電后程序首先進行初始設置：設置儀器為測量模式、自動量程狀態(tài)、顯示位為 、 9bit自校計數(shù)器 M初值為全 1（即十進制數(shù) 511或 1FFH）。初始設置完成后，程序使 M的內容增加 1，直至 M產生溢出并成為全零，程序在 M為零后轉入自校準程序，使儀器按順序測得各個量程的校準參數(shù)并存入相應存儲單元，為修正每次測量結果做好準備。全部校準參數(shù)測完后程序返回 點， M再次增加 1，其內容不再為零，接著程序轉入掃描鍵盤。然后再根據鍵盤的輸入信息來確定程序如何分支。 A 215第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 41 3. 鍵盤與編程模式 圖 HG1850微處理器 DVM面板的鍵盤圖，圖中“－”為按鍵。鍵盤分為上下兩排，每排有 12只按鍵，每個按鍵上方都設有一只 LED鍵燈作為該按鍵是否有效的指示燈。 當儀器在測量模式下時，每個按鍵下方的標號表示該鍵的意義，現(xiàn)說明如下： Y 設置初值 M←1FFH M←M+1 M=0? 訪問鍵盤 編程 ? 用戶 ? 自檢 ? 決定功能程序 選開關量 模擬變換 修正誤差 數(shù)據處理 ? 數(shù)據處理 顯示程序 測校準參數(shù) 編計算程序 用戶程序 檢查模擬單元 正常 ? 顯示故障位置 等待 10s 顯示 pass Y Y Y Y N N N N N N Y 圖 HG1850整機工作流程圖 A 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 42 ① “手動”、“連續(xù)”兩鍵為互鎖鍵。當“連續(xù)”鍵被按下而有效時，測量自動連續(xù)進行，即每測量一次顯示讀數(shù)就自動更新一次。當“手動”鍵有效時，顯示器的內容將隨每次按動“手動”鍵而更新，若不按動該鍵，顯示器的內容將不予更新。 ② 量程選擇鍵“ 1”（ 1V量程）、“ 10”（ 10V量程）、“ 100”（ 100V量程）、“ 1000”（ 1000V量程）以及“自動”（自動量程 圖 HG1850型微處理器 DVM面板鍵盤圖 遙測 自動 1000 100 10 1 連續(xù) 手動 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 +/－ 用戶 返回 計算 自檢 編程 統(tǒng)計 log 247。 + SF F R 清除 檢查 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 214 215第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 43 變換）五鍵為互鎖鍵。用于選擇測量量程。 ③ “遙測”鍵為自鎖鍵。該鍵按下時，前面板上的其他鍵均失去作用，這時從后面板接入鍵盤將能實現(xiàn)遙測。若再按一次“遙測”鍵，該鍵釋放，按鍵指示燈熄滅，前面板鍵盤各鍵重新生效。 ④ 顯示位數(shù)鍵“ ”和“ ”為互鎖鍵。當按下其中一鍵時，顯示位數(shù)分別為位、位，按下前者時的測量速度快。 ⑤ “自檢”鍵按下后，儀器將暫時脫離測量模式而進行自檢。 ⑥ “計算”鍵為自鎖鍵。當用戶編制了計算程序后，按動此鍵就能按照所編程序對測量結果進行處理并顯示處理結果，此時該鍵指示燈點亮。如果再按一次該鍵，則指示燈熄 214 215第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 44 滅，顯示器僅顯示測得的電壓值。 ⑦ “用戶”鍵也為自鎖鍵。如果按下該鍵，儀器進入用戶程序。用戶程序已固化在儀器內部。 每個按鍵上方的標號表示儀器在編程模式下各鍵的功能。當按下“編程”鍵時，儀器進入編程模式。此時，各鍵意義如下： ① “檢查”鍵用于檢查或修改程序。連續(xù)按動該鍵時，顯示器將依次顯示所編程序每一步的內容。 ② “清除”鍵用于清除剛從鍵盤送入的數(shù)據。 ③ “ R”鍵用于儀器直接顯示測量結果。 ④ “ F”鍵用于儀器顯示在 RAM區(qū)開辟的中間寄存器內的內容。 第 9章 智能測試儀器與系統(tǒng) 45 ⑤ “SF”鍵代表向寄存器 F存數(shù)。 ⑥ “ +”，“ ”，“ 247。 ”，“ ”，“ log”五鍵分別表示加法、乘法、除法、開方和常用對數(shù)運算。 ⑦ “ 0”，“ 1”， …… ，“ 9”，“ +/－”，“ ”等鍵用于供編程時設置各種數(shù)據、正負號和小數(shù)點。 “編程”鍵除了在進