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仪器仪表的发展趋势

 更新时间:2013-08-29 点击量:2903

 作为基本测量工具之一,仪器仪表是信息获取的重要途径。尤其是近年来,随着微电子、计算机技术的快速发展,使仪器仪表的结构与性能有了质的变革与飞跃。相较于传统指针式的仪器仪表来说,现代化的仪器仪表已*突破电、机、光的传统框架,转而向着多功能化、虚拟化、网络化、智能化、高科技化发展 

  一、现代仪器仪表发展趋势分析 
  目前,仪器仪表行业呈现出快速发展的趋势。数字技术将传统模拟仪器的测量速度、分辨力、精度等都提升了数个量级,从而为测试自动化的实现提供了良好的基础。而引入的计算机技术,则使仪器在功能上产生了质的变化,即从测量个别参量转向整个系统参数特征的测量,从单一的显示、接受转向计算、处理、分析、控制与显示输出,从单个仪器测量转向系统测量。另外,仪器仪表领域中引入计算机技术,还使得电子仪器突破了传统的频域与时域,步入了数据域测试。20世纪90年代,测量科学技术与仪器仪表的突破性进展体现在其智能化程度的提升;大量问世的DSP芯片(Digital Signal Processing)则大大加强了仪器仪表的数字信号处理性能;计算机微机的发展使仪器仪表的图像处理功能与数据处理能力得到了增强;同样在20世纪90年代,随着集散控制系统和数据总线技术得到了迅速发展的同时,智能型仪表用于各类自动化设备与控制系统中也越来越广泛 
  由此可见,仪器仪表产品正向着多功能化、智能化、网络化、计算机化逐步发展,制造技术的高精尖与跨学科综合设计都使仪器仪表能够更简捷、可靠、灵敏、高速地获得被控制、检测、分析对象的全面信息。在仪器仪表的未来发展中,智能化的更高程度应包括分析、判断、推理、理解等功能,是知识、逻辑与数值的综合分析结果,其标志就是表达与应用知识。利用及成就与物理学新效应实现新型强抗干扰、高稳定性、高灵敏度的测试仪器仪表与传感器技术。就针对我们比迪欧公司1,4丁二醇生产工艺系统来说,可利用雷达液位计或射频导纳液位计准确测量液位,用激光分析仪或红外线分析仪在线测量乙炔,氢气的含量等等,当然除过化工领域的测量仪器之外,一些医疗仪器、化学分析仪器、地质学和地理仪器、物理测试仪器、计量测试仪器等在不同的领域同样发挥着的作用。 
  从上述仪器仪表发展趋势不难看出,现代仪器仪表的发展特点主要包括: 
  1.个性化、手持式、便捷式仪器仪表的发展 
  随着人们生活水平与社会生产力的不断提升,社会大众日益关注自身的健康水平与生活质量,今后仪器仪表的一个重要发展趋势就体现在与人民生活关系密切的各类食品商品质量测量仪器仪表、各类疾病预防与治疗的医疗仪器之上。仪器仪表的实时、现场在线化,尤其是个人或家庭使用的疾病警示与健康状况仪器仪表将会得到巨大发展 
  2.大量采用,科学研究新成果的抢先应用。 
  现代人类认识、改造物质世界所使用的*手工具就是仪器仪表,同时也是工程技术开发与科学研究的基本工具之一。大量,比如纳米技术、超导技术、激光技术、网络技术、计算机硬软件技术、提取微弱信号技术等以及科学研究新成果与新发现,比如宏观、微观研究成果、系统工程理论、控制论、信息论等都已经成为测量控制技术与仪器仪表发展的主要动力,现代仪器仪表已不仅仅是高技术产品,还是各类新工艺、新材料、新技术、新概念、新原理的新技术成果的集成。 
  3.不断提高的技术指标 
  从检测控制层面来看,技术指标的提升是仪器仪表发展的追求与必然。而从测量控制与仪器仪表的技术范围来看,包括诸如测量温度已能够从近零度到1010℃、测量压力可达108Pa、测量频率可达1010Hz、测量谐波可达51次、电阻可从超导到1014Ω、电压可从纳伏到100万伏等。从测量精度指标的提升来看,仪器仪表的工业参数测量可提升到0.02%以上,航天航空测量参数则可达0.05%以上等等。除此之外,仪器仪表产品的环境适应性也得到了进一步的提升。 
  二、现代仪器仪表发展关键技术研究 
  1.人机界面技术 
  此项技术主要是为主系统、主设备或是配备主系统、主设备的操作人员对仪器仪表进行操作或是操作人员服务的。人机界面技术使仪器仪表能够成为人们认识、改造物质世界的直观操作工具。此技术的主要任务就是负责主系统、主设备的可维护性与可操作性。人机界面技术包括了故障人工干预、人机对话、硬拷贝、显示技术等。同时充分考虑到仪器仪表操作人员已由传统的单人单机发展为网络化、系统化条件下的不同岗位的许多操作群体,人机界面技术也正发展为人机大系统技术。除此之外,仪器仪表的网络化、系统化发展,防止非操作员介入、特定操作员识别等技术也开始日益受到关注。 
  2.智能控制技术 
  所谓智能控制技术就是能够用接近*方式,利用测控系统对智能化系统、装备、工具进行监控,从而实现既定目标的一项技术,是直接影响到发挥测控系统效益的技术,同时也是从信息技术发展为知识经济技术的体现。作为在测控系统中zui为关键与重要的软件资源,智能控制技术的当前发展趋势相当宽广,比如在企业信息化PCS/MES/ERP计算机三级结构测控系统中,其智能化软件的价格就已经3倍于硬件价格。而在制药、电力、冶金、石化等行业中,测控系统中的控制软件价格也已超越系统硬件。智能控制技术中包括的有*决策技术、环境自适应技术、自学习知识技术、自动辨别目标技术、特征提取技术等等。 
  3.系统集成技术 
  这项技术对测量控制技术与仪器仪表的应用水平与广度有着直接的影响,尤其是对于大型装置、大系统、大工程的自动化效益与程度起着决定性的作用,属于系统层次的信息融合控制技术,它包括了应用层控制策略实施、信息通信转换、物理层配置、系统建模以及系统需求分析技术等等。当仪器仪表操作人员是在多种不同岗位的条件下,它还包括了分析各级操作人员需求的技术。 
  4.传感技术 
  实现仪器仪表检测的基础即为传感技术,同时也是实现仪器仪表控制的基础。这是由于控制必须基于检测输入信息,同时由于必须感知控制达到的状态与精度,否则就会由于控制效果的不明确而使控制盲目化。从广义上来看,传感技术必须能够对三方面信息进行感知,同时应该注意的是,由于客观世界是*的,因此测控系统所感知的客观世界应主要集中在目标相关的环境,即目标环境,而对于目标环境以外的信息则可经由其他方法实现采集。 
  四、结语 
  综上所述,现代仪器仪表的发展趋势应是多功能化、虚拟化、网络化、智能化、高科技化,同时随着社会经济的迅速发展、人们生活水平的不断提高、各类新技术、新研究成果的不断应用,仪器仪表的发展必将能够为人类社会的整体发展起到关键性的积极作用。  
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