仪器系统主要由硬件和软件两大部分构成,具体如下:
一、硬件部分
微处理器与存储器 微处理器是仪器的核心控制单元,负责执行指令和处理数据。存储器包括程序存储器和数据存储器,分别存储控制程序和测量数据。
输入通道
包含传感器、信号调理电路和模数转换器(A/D转换器),用于采集外部信号(如物理量、化学信号等),并将其转换为数字信号。
输出通道
由数模转换器(D/A转换器)、放大驱动电路和模拟执行器组成,将微处理器处理后的数字信号转换为可输出的电信号或机械动作。
人机接口电路
包括键盘、显示器和触摸屏等设备,用于用户输入控制命令和显示测量结果,是人与仪器交互的桥梁。
通信接口电路
支持与外部设备(如计算机、其他仪器)的数据传输,采用串行或并行通信协议。
二、软件部分
监控程序
负责与用户界面交互,处理键盘输入、显示数据及执行预设功能设置,是系统的前台控制模块。
接口管理程序
管理输入/输出通道的数据采集、设备控制、通信协议及数据存储,确保硬件各部分协同工作。
数据处理程序
对采集的数据进行滤波、校准、统计分析等处理,生成可供存储或显示的结果。
三、其他关键要素
电源与信号调理: 提供稳定电源,并对输入信号进行放大、滤波等预处理。 环境控制
校准与维护:定期校准传感器和执行器,排除系统误差。
以上各部分需协同工作,才能实现仪器系统的整体功能。例如,在光学测量仪器中,硬件负责光束采集与信号转换,软件则对图像数据进行处理与分析。