仪器仪表毕业论文开题报告（2篇）

　　仪器仪表是一种用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备，主要有真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等几种，下面我们就为大家介绍几篇仪器仪表毕业论文开题报告范文，希望对大家写作此类论文时有所帮助。

　　一、仪器仪表毕业论文开题报告

范文一

　　题目：智能仪表网络化通讯接口的设计与实现

　　1.选题背景及意义

　　1.1.选题背景

　　随着计算机技术的不断更新，不断向前发展，电子和信息技术普及应用开启了第五次科技革命之门，而随着互联网技术的普及和移动互联网的发展，全球正处于半个世纪以来的又一次重大技术周期之中。第五次大技术变革发生在25年前，是信息通信技术的开端，而智能仪器的出现使得计算机技术与互联网技术紧密联系在一起，使得科技革命的成果从工业迅速转向农业，从工厂迅速转向家庭，使更多的人享受到了科技进步的伟大力量。智能化产业涵盖智能仪表、传感器、智能化软件、系统集成等诸多领域，几乎覆盖所有行业以及生活的各个方面。智能化产业既是低碳经济，又是先进的技术，符合目前的整体经济发展方向。许多新兴产业的发展必须借助智能化的手段来降低、控制传统的设施、设备成本。

　　1.2.理论意义

　　本人在大学期间学习了智能仪表和微型计算机原理与接口技术等相关课程。选此课题不仅使我所学的知识得到积累巩固，而且使所学知识得到查漏补缺，同时也是对我的又一次历练。

　　1.3.现实意义

　　毕业论文是高等学校应届毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要的实践意义。

　　2.论文综述

　　2.1.国外有关研究发展现状的综述

　　20世纪70年代，随着微电子技术的发展和微处理器的普及，出现了以微处理器为基础的智能仪器，它具有键盘操作，可实现自动测量。80年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝着键盘化方向发展。90年代，微电子技术的进步更深刻的影响到仪器仪表的设计：DSP芯片的问世，是仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，是仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。近年来，国际上智能测量仪表更是品种繁多，功能更加完善。

　　2.2.国内有关研究发展现状的综述

　　当世界上发达国家的智能仪表正大力发展时，由于我国在初级阶段的特殊国情，使我国失去好机会。因此，国内的智能仪表多在近年来才如雨后春笋般的复苏，改革开放使我国的智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字PID和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪等。

　　2.3.本人对以上研究的评价

　　通过对以上国外及国内两方面综述的了解，我深刻的发现智能仪表的诞生及发展给人类的生活带来了翻天覆地的变化，同时自己是多么的需要补充知识，建设祖国需要更多的人才去奋斗。自己很高兴生活在这个充满机会的年代，这个充满使命的年代。

　　3.论文提纲

　　3.1.我国智能仪表在若干领域的应用

　　智能仪表在我国诸多领域都得到了广泛的应用和发展，比如：在自动控制领域内，智能仪表可将各器件在工作过程中的各参数即时显示在仪表上（比如：数控车床），便于操作；在电子技术领域内，智能仪表可以进行诸多参数的测量（比如：万用表，示波器等）；在国防领域内，智能仪表可以及时方便的获取相关数据（比如：雷达即时显示等）；在航天领域内，已发射的火箭及卫星的载体智能仪表可以获取火箭及卫星的温度及速度等相关信息。

　　3.2.我国智能仪表的发展前景及趋势

　　自改革开放以来，先进的科学技术对我国产生了重要影响，智能仪器的发展对人们的生活产生了日新月异的变化，不断提高了人民的生活水平。仪器仪表行业整体综合技术水平达到国际80年代中期水平，微电子技术和计算机技术在仪器仪表产品中普遍采用，约15%的产品实现了智能化，达到国际90年代水平；30%的产品实现了数字化，达到国际80年代末期水平。综合服务能力显著提：可以承接30万-60万千瓦火电站、核电站、30万吨合成氨、120吨转炉、日产30万立方米城市煤气站工程、成套大型炉窑等大型工程成套控制项目。我国提出了"调结构、保增长、防通胀"的发展方针。"调结构"中很重要的一点就是对传统产业中高排放、高污染的行业进行节能减排改造，更需要智能化产业的支持，智能化产业将成为现代生产工具中最核心、最先进的部分，我国智能化领域最薄弱、最需要发展的是仪器、仪表、传感器等基础产业。大类产品满足需要程度：中高档科学测试仪器国内市场满足率为30%,中低档科学仪器满足率65%;生产过程测量控制仪表及系统产品在大型工程项目中的品种满足率达50%,中小型工程达70%.进口产品往往是科研、生产所需的重大、关键设备，技术含量大，附加值高。产业从无到有、从小到大、初步形成了门类比较齐全的仪器仪表生产、科研、营销体系。建成了一批科研开发机构（其中机械系统的仪器仪表专业科研所20家，国家级工程研究中心3家、企业技术中心5家，国家级产品质量检测中心9家）；培养了一批专业的经营、管理、技术人才。特别是部分中低档产品形成了自己的优势和特色各种数字万用表、电度表、水表、煤气表、水准仪、中低档光学显微镜、望远镜等产量世界前列，在基本满足国内需要的同时，大量出口。智能化产业的前行依赖生产仪器、仪表等基础产业的进步；没有仪器、仪表企业的发展，整个智能化产业的发展就缺少基础的支撑力量。一旦这些基础企业的技术能够大面积地应用，无论是低碳经济还是物联网都将获得飞速发展。目前，智能仪表正朝着：多功能化，人工智能化，融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的Internet接入（网络化）的方向发展。国家正在大力引进先进的科学技术（外资），并且极力倡导自主创新，我坚信：我国智能仪表将出现前所未有的美好发展前景。

　　3.3.本设计要研究的问题

　　先进的技术被人类开发出来是为了应用到实践中，为现实生活所服务，使生活更加方便、快捷。在当代，随着科技日新月异的不断进步，智能仪表和计算机相继被开发出来，并且对现实生活产生了巨大的影响。然而，在现实生活中的大多数情况下，智能仪表和计算机都是单独工作使用的，并未联机，如果联机，将会对我们的生活产生不可估量的作用。那么，本设计要研究的问题就是怎样实现智能仪表和计算机的连接，即智能仪表的网络化通讯接口的设计与实现。通过设计两者的网络化通讯接口来实现从智能仪表到计算机的数据传输。

　　3.4.本设计拟采用的研究手段（途径）

　　通过传感器在现场获取被测参量，然后依次通过滤波器、放大器、A/D转换器，进而进入单片机，与预先设定值进行比对，一方面将数据传输给计算机，一方面将数据显示在液晶屏幕上，观察计算机得到的数据与液晶屏幕上显示的数据之间的某种关系；同时通过计算机（组态软件）输入某个数据，来观察与传感器、单片机相连接的液晶屏幕上显示的数据。整体设计采用集散控制系统的原理，利用监控软件（组态软件）完成整体协调以及各部分的相互衔接，以尽量消除偶然误差。本次设计采用的是实验法，通过传感器单片机和计算机及被测参量之间的相互联系，来确定数据是否真正的实现了网络化传输。

　　4.设计方案

　　传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理（如非线性校正等）；运算的结果被转换为相应的数据进行显示（液晶显示）和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM（闪速存储器）或E2PROM（电可擦除存贮器）内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号（如报警装置触发、继电器触点等），同时会将比较结果显示在液晶屏幕上，整个过程是采用集散控制系统的原理，利用监控软件（组态软件）完成整体协调以及各部分的相互衔接，以期达到最终目的。此外，智能仪器还与PC机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机--PC机，由PC机进行全局管理。

　　5.进度计划

　　第1-2周英文翻译和资料查阅

　　第 3-4 周 完成开题工作

　　第 5-8 周 设计电路原理图，合理计算各项参数指标

　　第 9 周 根据实际要求合理选择元器件并优化性价比

　　第 10-13 周 程序设计、调试和完善等工作

　　第 14-15 周 撰写毕业设计说明书

　　第 16 周 毕业答辩

　　6. 参考文献

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范文二

　　1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

　　1.1 本课题目的及意义：

　　随着科学技术的发展，现代工业生产工艺中的控制问题也日趋复杂，而在人们的生活当中或者在工业生产过程当中常常涉及到液位的控制问题。液位控制是工业中常见的过程控制，比如化工行业，为保证生产过程连续的正常进行，需要对储蓄罐的液位进行控制，所以它对生产的影响不容忽视。因为单容液位控制系统具有非线性和滞后、耦合等特征，容易影响控制，存在稳定性差、响应缓慢的问题，所以很难得到理想的控制效果。

　　对于液位控制系统，常规的 PID 控制采用固定的参数，难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化，无法准确的进行控制，而模糊控制具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特征，但控制精度不太理想，如果模糊控制和传统的 PID 控制两者相结合，用模糊控制理论来整定 PID 控制器的比例、积分、微分系统，就能更好的适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。

　　基于智能仪表的液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，它在工业生产的各个领域都有广泛的应用。在工业生产过程中，有很多地方需要对容器内的介质进行液位控制，使之高精度地保持在给定的数值，以达到工业生产最优化的目的，而智能仪表的加入，使系统更加智能化、数字化，控制方案更加灵活，控制效率更加高效，控制精度更加准确。

　　本次基于智能仪表的液位控制系统 的设计目的旨在以智能仪表为核心， 针对两种不同的执行器（电动调节阀、变频器）完成两种液位控制系统方案的设计，结合模糊控制理论来确定液位控制系统的 PID 算法的控制参数， 应用组态王软件设计监控图形界面，使控制系统的运行更加稳定、可靠与精确。

　　1.2 国内外研究现状分析：

　　在最近十多年来，智能仪器仪表的发展极为迅速，其主要的趋势是：数字技术的出现把模拟仪器的精度、分辨率与测量提高了好几个数量级，为实现测试自动化打下了良好的基础；计算机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，从个别参数的测量转变成测量整个系统的特征参数，从单纯的接收、显示转变成为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用个人仪器进行测量转变成用测量系统进行测量；计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透，使电子仪器在传统的时域与频域之外，又出现了数据域测试，仪器仪表与测量科学技术突破性的进展又使仪器仪表的智能化程度得到了更大的提高。

　　现代仪器仪表产品将向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向发展，跨学科的综合设计、高精尖的制造技术使它能更高速、更灵敏、更可靠、更便捷地获取被分析、检测、控制对象的全方位信息，而更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识结合分析的结果，智能化的标志是知识的表达与应用。

　　根据上述智能仪器仪表的发展趋势，我们可以得出以下结论：

　　（1）智能仪器仪表的智能化程度有待进一步提高智能仪器仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度，目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段，但在某些特殊的工艺及应用场合则对仪器仪表的智能化程度提出了相对较高的要求，而当前的智能化理论，如：神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础，这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大力气去开发更加高级智能化的仪器仪表技术。

　　（2）智能仪器仪表的稳定性、可靠性、可维护性问题有待长期和持续的关注仪器仪表运行的稳定性、可靠性、可维护性是用户首要关心的问题，智能仪器仪表也不例外，随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场，这需要我们始终把握一个原则：每一项智能新技术的应用有待实践的检验，是否用户有信心和勇气敢于做 "第一个吃螃蟹的人 ".这就需要在安全性、可靠性、可维护性技术的指标上进行并行开发，使智能仪器仪表在这三个指标上都满足用户的需求。

　　（3）智能仪器仪表的潜在功能应用有待最大化提高目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪器仪表的功能发挥到最大化，而更多的只是应用了其总体功能的半数左右或者更少，而这一应用现状的主要原因是，控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线等的技术优势，这需要仪器仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系，加强长期合作，以短期投资促长期效益，通过建立 "智能仪表 +现场总线 "的控制系统强化架构，确立更加优化的投资观念，达成和谐共赢的更高目标。

　　（4）继续加大国内智能仪器仪表的开发投入与使用智能仪表技术及应用还需要经历一个较为漫长的成熟发展期，而对于国内智能仪表技术及产品开发已经面临着更大的挑战，这种局面召唤着国内仪器仪表行业共同探讨智能仪器仪表的发展问题，应对激烈的国际竞争市场，担负仪器仪表产业的历史使命，在日益优厚的国家及政府扶持政策下，坚持产、学、研的密切结合，并且继续加大国内智能仪器仪表的开发投入，使我国智能仪器仪表技术得到质的提升，使智能仪器仪表技术进入飞速发展的崭新时代，以促进我国工业生产的飞速发展。

　　2.本课题的任务、重点内容、实现途径

　　2.1 课题任务 :

　　本次毕业设计任务是完成基于智能仪表的液位控制系统设计，根据实际情况或参考情况，构建实时的监控界面，同时设计出历史数据趋势曲线画面和在线数据趋势曲线画面，设计出液位超限或低限的报警功能，并完成动态显示、参数可变、实时数据检测等功能，编写上位机监控程序，实现对过程数据的采集和监控功能。

　　1. 熟悉工艺流程和软件开发环境。

　　2. 方案设计、硬件选型和系统配置。

　　3. 电气原理图设计和安装图设计，主要参数计算及元器件选择。

　　4. 控制及算法程序设计及调试。

　　5. 上位机监控程序设计及调试。

　　6. 系统统调。

　　7. 撰写毕业论文，及相关文档。

　　8. 准备毕业答辩。

　　2.2 重点内容：

　　1.分析生产工艺和液位控制系统的控制要求，确定控制方案和系统硬件结构。

　　2.熟悉基于智能仪表的液位控制系统的相关工艺， 熟悉实验室 A3000 智能仪表控制装置的组成，设计系统总体方案。

　　3.使用 AUTOCAD设计液位控制系统电控系统的电气原理图和安装图，设备主要参数计算及元器件选择。

　　4.编写液位控制系统的控制程序，编写算法程序，并上机调试；实现液位控

　　制系统的生产工艺和工作要求，具有完善的系统故障报警及必须的停机功能。

　　5.编写上位机和智能仪表的通讯程序，实现智能仪表与上位机的正常通信及其指示。

　　6.编写上位机监控程序，实现对过程数据的采集和监控功能。

　　2.3 实现途径：

　　课题调研→工艺分析→方案确定→电气绘图→编写程序→程序仿真调试→现场接线→现场调试

　　2.4 预计的困难：

　　1. 控制系统中 PID 控制算法中各个参数的确定。

　　2. 控制系统的理论计算与实际控制是否有出入及解决调试。

　　3. 如何设置系统报警的故障点及引起系统报警的非故障（如机械故障等）的排除。

　　4. 历史数据趋势曲线画面和实时数据趋势曲线画面的设计与构造。

　　2.5 解决方法：

　　1. 参考实际，对 PID控制算法的多个参数进行理论计算并一一上机实际测验，最后得出最优的控制参数。

　　2. 系统成型后进行多次实际上机验证并记录，根据实验结果与相关记录，再进行优化调试。

　　3. 多次进行实际测试，了解故障点会出现的可能位置，设置故障点报警，将有可能引起报警的非故障点（如机械故障等）进行排除。

　　4. 参考相关曲线图画面或通过上网、查阅图书馆等方式进行画面的设计，在调整与测试画面的过程当中一一记录相关数据， 最后确定画面的设计与构造。

　　3.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法

　　3.1 工具书：

　　[1] 来常胜 . 孙竹梅基于 PLC的水箱液位控制实训项目开发 [J]. 电力学报。2009.06

　　[2] 方承远 . 工厂电气控制技术（第 3 版）[M]. 北京。 机械工业出版社 . 2006

　　[3] 贾德胜 .PLC 应用开发实用子程序 [M]. 北京。 人民邮电出版社 .2006.1

　　[4] 宋伯生、陈东旭 . PLC应用及实验教程 [M]. 北京。 机械工业出版社 .2006.2

　　[5] 张士超等 . 集散控制系统发展及应用现状 [J]. 微计算机信息 .2007

　　[6] 张雪申等 . 集散控制系统及其应用 [M]. 北京。 机械工业出版社 .2006.1

　　[7] 林永坚 . 基于 PLC的模糊控制算法在液位控制中的应用 [J] . 电子世界。2013.10

　　[8] 潘海。 基于组态王的水箱液位控制系统设计 [J] . 科技资讯 .2009.29

　　[9] 袁秀英 . 组态控制技术 [M]. 北京。 电子工业出版社 .2003

　　[10] 凌志浩 . 智能仪表原理与设计技术（第二版） [M]. 上海。 华东理工大学出版社 .2008.7

　　[11] 卢胜利 . 智能仪器设计与实现 [M]. 重庆。 重庆大学出版社 .2003

　　[12] 马国华 . 监控组态软件及其应用 [M]. 北京。 清华大学出版社 .2001

　　[13] 王亚民等 . 组态软件设计与开发 [M]. 西安。 西安电子科技大学出版社。2003

　　[14] 邵惠鹤 . 工业过程高级控制 [M]. 北京。 清华大学出版社 .1997

　　[15] 卢本等 . 检测与控制工程基础 [M]. 北京。 机械工业出版社 .2001

　　[16] 李昌禧 . 智能仪表原理与设计 [M]. 北京。 化学工业出版社 .2005 经过上网、查阅图书馆等，已具备上述相关条件。

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