細(xì)看儀器儀表的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)中期以后，隨著自動控制理論的產(chǎn)生和自動控制技術(shù)的成熟，以A /D (數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)的數(shù)字式儀器得到快速發(fā)展。

伴隨著計(jì)算機(jī)、通訊、軟件和新材料、新技術(shù)等的快速發(fā)展與成熟，人工智能、在線測控成為可能，使儀器走向智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化。

數(shù)字儀器、智能儀器、個人計(jì)算機(jī)儀器、虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)儀器代表了20世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)儀器發(fā)展的主流與方向。

十二五”期間工信部已把傳感器及智能化儀器儀表擺到推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升優(yōu)質(zhì)的重要位置，在工信部相關(guān)資源中對傳感器及智能化儀器儀表的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化予以支持。

數(shù)字化是智能儀器、個人儀器和虛擬儀器的基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入測量儀器的前提。廣泛應(yīng)用于電子數(shù)字計(jì)算機(jī)、數(shù)控技術(shù)、通訊設(shè)備、數(shù)字儀表等方面，諸如人類**臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC，愛思達(dá)金相顯微鏡，體視顯微鏡，X光檢查機(jī)等。

智能儀器

 

智能儀器是把一個微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入到數(shù)字式電子測量儀器中而構(gòu)成的獨(dú)立式儀器。

嵌入的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是芯片優(yōu)質(zhì)，如單片機(jī)、數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing,DSP)等，模板優(yōu)質(zhì)如PC - 4。也可以是系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)，如微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可編程單芯片系統(tǒng)( System on a ProgrammableChip,SOPC)等。

智能儀器在結(jié)構(gòu)上自成一體，有的儀器內(nèi)部還帶有專用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通用接口總線( General Purpose Interface Bus,GP IB)接口，能獨(dú)立完成測試。智能儀器由于引入了計(jì)算機(jī)，功能強(qiáng)大，性能優(yōu)異，使用靈活、方便，是現(xiàn)階段高檔電子儀器的主體。如離子污染測試儀，上PIN機(jī)，雙盤研磨機(jī)，剝離強(qiáng)度測試儀，拉脫強(qiáng)度測試儀等都采用智能技術(shù)的現(xiàn)代化精密檢測儀器，又比如納米智能機(jī)器人。

隨著新技術(shù)、新工藝和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能儀器還在不斷發(fā)展，不斷推陳出新，不斷提高智能水平。

 

個人儀

 

把測試功能的硬件模塊，做成一個I/O插卡(儀器卡),直接插入個人計(jì)算機(jī)( PC)擴(kuò)展插槽，再配置相應(yīng)的測試軟件，使計(jì)算機(jī)能夠完成測量儀器的功能，構(gòu)成一個以PC為基礎(chǔ)的個人計(jì)算機(jī)儀器。個人計(jì)算機(jī)儀器充分吸取了GP IB標(biāo)準(zhǔn)化和智能儀器智能化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能共享PC機(jī)的硬件、外設(shè)和軟件資源，使其顯示出強(qiáng)大的生命力。

虛擬儀器

 

虛擬技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)界面和在線幫助功能，建立儀器虛擬板面，通過計(jì)算操作完成對對象的測試分析功能。

虛擬儀器實(shí)質(zhì)上是“軟硬結(jié)合”、“虛實(shí)結(jié)合”的產(chǎn)物。它充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。在虛擬儀器中，硬件只是信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)，軟件才是整個儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵。

用戶可根據(jù)自己的需要通過編制不同的測試軟件來構(gòu)建不同功能的測試系統(tǒng)。其中，許多硬件功能可直接由軟件實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)具有極強(qiáng)的通用性和多功能性。

網(wǎng)絡(luò)儀器

 

基于Internet和Intranet的網(wǎng)絡(luò)儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完美結(jié)合，代表了當(dāng)前和今后儀器儀表領(lǐng)域的發(fā)展潮流，已在測量與測控領(lǐng)域內(nèi)顯現(xiàn)。如網(wǎng)絡(luò)化流量計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化傳感器、網(wǎng)絡(luò)化示波器、網(wǎng)絡(luò)化分析儀和網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量表等，都成為人們的新寵。

網(wǎng)絡(luò)化儀器可實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間、任何地點(diǎn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問，實(shí)時(shí)獲得儀器的工作狀態(tài)；通過友好的用戶界面，不僅可對遠(yuǎn)程儀器進(jìn)行功能控制和狀態(tài)檢測，還能將遠(yuǎn)程儀器測得的數(shù)據(jù)快速傳遞給本地計(jì)算機(jī)。與傳統(tǒng)的儀器相比，網(wǎng)絡(luò)儀器具有無可比擬的優(yōu)勢，如功能分散、危險(xiǎn)分散、地理分散、管理集中、通信功能強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)隔離度高、分布廣泛；系統(tǒng)操作簡單，人機(jī)界面友好，便于擴(kuò)展和維護(hù)；通信標(biāo)準(zhǔn)公開、一致、開放，儀器間信息資源共享,具有互操作性，可組建大規(guī)模分布式測控網(wǎng)絡(luò)，等等。因此，網(wǎng)絡(luò)儀器已成為現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的突出方向。