智能仪器的发展趋势与前景
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仪器分析技术最新发展趋势及应用摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。
特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展,这就是当今仪器分析技术发展的总趋势!关键词:仪器分析分析方法发展趋势当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。
分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。
化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。
仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析,现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。
1 仪器分析技术的基础地位现代仪器分析是一门信息科学,用于陈述事物的运动状态,促进人与环境的相互交流。
现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能。
人们通常将信息与物质!能源相提并论,称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。
世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。
能量是一切物质运动的源泉,没有能源,世界便成为静寂的世界。
信息则是客观事物与主观认识相结合的产物,没有信息交换,世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。
生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展,对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”?而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析,从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析,从组成到形态分析,从总体到微区分析,从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速反应追踪分析,从破坏试样到试样无损分析,从离线到在线分析等。
仪器仪表行业智能化仪器仪表开发方案第一章智能化仪器仪表概述 (3)1.1 智能化仪器仪表的定义 (3)1.2 智能化仪器仪表的分类 (3)1.3 智能化仪器仪表的发展趋势 (3)第二章智能化仪器仪表开发流程 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 设计与选型 (4)2.3 软件开发 (4)2.4 系统集成与测试 (5)第三章智能传感器技术 (5)3.1 传感器概述 (5)3.2 智能传感器原理 (5)3.2.1 信号采集 (5)3.2.2 信号处理 (6)3.2.3 信号传输 (6)3.3 智能传感器设计 (6)3.3.1 传感器选型 (6)3.3.2 微处理器选型 (6)3.3.3 通信模块设计 (6)3.3.4 软件开发 (6)3.4 智能传感器应用 (6)3.4.1 工业自动化 (6)3.4.2 环境监测 (6)3.4.3 医疗健康 (7)3.4.4 智能家居 (7)3.4.5 无人驾驶 (7)第四章数据采集与处理技术 (7)4.1 数据采集原理 (7)4.2 数据预处理 (7)4.3 数据分析方法 (7)4.4 数据可视化 (8)第五章通信与网络技术 (8)5.1 通信原理 (8)5.2 网络技术 (8)5.3 通信协议 (8)5.4 网络安全 (9)第六章智能控制技术 (9)6.1 控制系统概述 (9)6.2 智能控制原理 (9)6.3 智能控制算法 (9)6.4 智能控制应用 (10)第七章人机交互技术 (10)7.1 人机交互概述 (10)7.2 交互界面设计 (10)7.3 交互方式 (11)7.4 用户体验 (11)第八章软件开发与集成 (11)8.1 软件开发流程 (11)8.1.1 需求分析 (11)8.1.2 设计阶段 (12)8.1.3 编码实现 (12)8.1.4 调试与优化 (12)8.2 软件架构设计 (12)8.2.1 模块划分 (12)8.2.2 接口定义 (12)8.2.3 技术选型 (12)8.3 软件集成 (12)8.3.1 硬件集成 (12)8.3.2 软件模块集成 (12)8.3.3 系统集成 (13)8.4 软件测试 (13)8.4.1 单元测试 (13)8.4.2 集成测试 (13)8.4.3 系统测试 (13)8.4.4 验收测试 (13)第九章智能化仪器仪表测试与验证 (13)9.1 测试方法 (13)9.2 测试设备 (14)9.3 测试流程 (14)9.4 验证与评估 (14)第十章智能化仪器仪表发展趋势与展望 (15)10.1 技术发展趋势 (15)10.1.1 高精度与高稳定性 (15)10.1.2 网络化与云计算 (15)10.1.3 智能诊断与预测性维护 (15)10.1.4 跨平台与兼容性 (15)10.2 市场前景分析 (15)10.2.1 市场规模 (15)10.2.2 市场竞争格局 (15)10.2.3 市场趋势 (15)10.3 行业挑战与机遇 (15)10.3.1 挑战 (16)10.3.2 机遇 (16)10.4 发展策略与建议 (16)10.4.1 提高研发投入 (16)10.4.2 拓展市场渠道 (16)10.4.3 优化产品结构 (16)10.4.4 加强人才培养 (16)第一章智能化仪器仪表概述1.1 智能化仪器仪表的定义智能化仪器仪表是指集成了现代电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术及人工智能等先进技术的测量和控制设备。
仪器的发展趋势关于仪器的发展趋势,我们的x大大一直强调,“科技创新”“科技强国”“大国重器”“仪器共享”,这就足以看到国家对仪器的发展的看重性。
科学技术的进步不断对仪器仪表提出更高更新的要求。
仪器仪表的发展趋势是不断利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件,例如利用超声波、微波、射线、红外线、核磁共振、超导、激光等原理和采用各种新型半导体敏感元件、集成电路、集成光路、光导纤维等元器件。
其目的是实现仪器仪表的小型化,减轻重量、降低生产成本和更便于使用与维修等。
另一重要的趋势是通过微型计算机的使用来提高仪器仪表的性能,担高仪器仪表本身自动化、智能化程度和数据处理能力。
仪器仪表不仅供单项使用,而且可能过标准接口和数据通道与电子计算机结合起来,组成各种测试控制管理综合系统,满足更高的要求。
仪器仪表行业是中国发展的新型行业,在与国际接轨的同时,中国的仪器仪表行业发展有了长足的进步空间才能具备了与国际竞争的实力。
我国仪器仪表技术目前发展状况和差距1.我国仪器仪表技术目前发展状况第一、我国仪器仪表行业整体呈高速、平稳发展势态,行业呈现以下特征:首先,我国的仪器仪表需求量日益加大,成为发展最快的国家之一。
目前我国生产的部分产品已经占到全世界的十分之其次,并购重组速度加快。
经过几年的发展和市场竞争,电工仪器仪表生产企业的生产集中度、集约化、规模化得到进一步提高,并形成了以少数电能表企业为龙头引领整个行业发展的局面。
第三,国际标准制定达到世界水平。
国内多家企业、科研院所参与研制的具有自主知识产权技术的EPA正式纳入现场总线国际标准,标志着我国在现场总线领域拥有了国际认可的自主核心技术;第四,先进自控系统、检测仪表、高端科学仪器等在研发及应用方面不断取得突破性进展。
如上海维思仪器仪表研制的多声道超声波流量计,填补了我国高压气体超声流量计的空白,具有自主知识产权。
2.我国仪器仪表技术与国际水平的差距首先,我国仪器仪表行业与发达国家相比有10年~15年的差距。
2024年全自动生化分析仪市场需求分析引言全自动生化分析仪是一种广泛应用于医疗机构和实验室的仪器设备,用于分析和诊断人体液体内的生化成分。
随着医学技术的不断发展和人们对健康检查的日益重视,全自动生化分析仪市场面临着巨大的需求。
本文将对全自动生化分析仪市场的需求进行深入分析。
市场规模及发展趋势全自动生化分析仪市场是一个具有广阔发展前景的市场。
根据市场研究机构的数据,全自动生化分析仪市场在过去几年里呈现出稳步增长的趋势,并预计在未来几年内将继续保持良好的发展势头。
市场规模不断扩大的原因主要包括以下几个方面:1.医疗需求增加:随着人口老龄化的加剧和慢性疾病的增加,人们对健康检查和医疗服务的需求不断增加。
全自动生化分析仪作为一种快速、准确的检测设备,可以为医疗机构提供更好的诊断支持,因此受到了越来越多医疗机构的青睐。
2.技术升级推动:随着科技的进步,全自动生化分析仪的技术水平不断提高,可以更加快速和准确地分析和检测生化成分。
这种技术的不断升级也推动了市场需求的增加。
3.成本效益:相比于传统的手工检测方法,全自动生化分析仪具有更高的效率和准确性,可以帮助医疗机构节省人力和时间成本。
这一特点使得它成为各类医疗机构的首选设备,进一步推动了市场需求的增长。
市场细分及应用领域全自动生化分析仪市场可以根据应用领域和规模进行细分。
主要的市场细分包括以下几个方面:1.医院应用:医院是全自动生化分析仪市场的主要应用领域之一。
医院内的临床实验室需要进行大量的生化分析,以帮助医生诊断和治疗疾病。
全自动生化分析仪可以提供快速和准确的检测结果,为医生提供科学依据,因此在医院应用领域市场需求很大。
2.实验室应用:科研实验室也是全自动生化分析仪的重要应用领域之一。
科研人员需要进行大量的实验和分析,以研究和探索生物化学领域的问题。
全自动生化分析仪可以为他们提供准确的分析数据,提高研究效率,因此在实验室应用领域市场需求也很大。
3.其他应用领域:除了医院和实验室,全自动生化分析仪还可以应用于其他领域,如食品检测、环境监测等。
论测控技术与仪器发展现状测控技术是现代科学技术发展的重要组成部分,它在工业自动化、仪器仪表、信息技术等领域起到至关重要的作用。
随着科技的不断进步和社会的不断发展,测控技术和仪器的发展也日新月异。
本文将从测控技术和仪器发展的现状出发,探讨其在各个领域中的应用和未来发展趋势。
一、测控技术的发展现状1. 智能化水平不断提升随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术的发展,测控技术的智能化水平不断提升。
传感器、执行器、控制器等硬件设备不断更新换代,软件算法也得到了长足的发展。
智能化测控系统能够更加准确地感知和控制物理过程,提高了生产效率和产品质量。
2. 网络化与通信技术的广泛应用随着互联网技术的普及和发展,网络化与通信技术在测控系统中得到了广泛的应用。
传统的仪器仪表不再是简单的单一设备,而是通过网络和通信技术与其他设备进行连接和数据交换,实现信息的共享和协同控制。
这种网络化的测控系统大大提高了生产过程的自动化程度和智能化水平。
3. 多元化应用场景显著增加随着科学技术的不断进步,测控技术在各个领域的应用场景也显著增加。
除了传统的工业自动化领域,测控技术还广泛应用于航空航天、医疗健康、环境监测、农业生产等领域。
这些新的应用场景为测控技术的发展提供了广阔的空间和巨大的市场需求。
1. 传感器技术不断创新传感器作为测控系统中的核心设备,其技术不断创新。
传感器技术在材料、结构、工艺等方面取得了显著的进步,使得传感器具有了更高的精度、更强的抗干扰能力和更长的使用寿命。
新型传感器的出现也拓展了测控仪器的应用领域,如图像传感器、生物传感器等。
2. 仪器仪表自动化水平提升传统的仪器仪表主要依靠人工进行数据采集和处理,其自动化水平较低。
随着先进的自动化技术的引入,各类仪器仪表的自动化水平得到了显著提升。
部分仪器仪表甚至能够实现远程监控和控制,使得操作更加便捷和高效。
3. 标准化与智能化的趋势明显随着测控仪器的广泛应用,标准化和智能化的趋势变得越发明显。
人工智能技术在仪器仪表中的发展与应用摘要:随着我国经济的不断进步和发展,科学技术手段也在不断提高。
在技术方面我国已经开始采用智能的方法和手段,因此,目前我国无论什么行业都脱离不了智能化技术,其中也还包括我国工业仪器仪表行业。
本文介绍了智能技术在仪器仪表中的发展与应用,以供参考。
关键词:智能化技术;仪器仪表;应用引言随着科学技术的发展,化工仪表也在不断改进创新。
传统的化工仪表大多数都是机械式的指针仪表或计数仪表,这些仪表虽能够将检测信息显示出来,但需要人工读取且不够准确。
随着集成电路和半导体的广泛应用,使得化工仪表朝着电子式方向发展,电子式化工仪表不仅比机械式仪表体积小,其精度也有了很大提升,且能够以数字的形式将生产数据进行显示尤其是远距离显示。
随着计算机和网络技术的发展,智能自动化化工仪表开始出现并日益得到广泛应用,可以实现检测数据的远程传输和生产过程的精确控制1人工智能技术在仪器仪表中的优势1.1操作自动化仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。
智能自动化仪表与传统的化工仪表相比,不仅具备较强的数据处理能力,还具有一定的信息监测能力,其与计算机和网络技术结合应用,可以实现对化工生产过程的远程操控,非常适合用于化工生产过程的精确控制和一些特殊场所,从而为其在化工生产中得到广泛应用提供了坚实基础。
1.2具有数据处理能力智能自动化仪表通常自身都具有微型的数据处理单元,从而使得其功能也有了较大提升,不仅能够提升数据采集的准确率、减少人为误差,且能够将生产过程中的各项数据根据设定程序进行自动分析处理。
相较于传统的电子化工仪表仅能够进行简单的数据处理,通过应用化工智能自动化仪表可以较好解决化工生产过程中的数据分析、归纳处理等实际问题,以满足现阶段化工行业的生产需求。
1.3具有自我监测能力目前化工生产中应用的智能自动化仪表,其自身还具备一定的自我监测能力,这是因为智能自动化化工仪表通常自身带有较大容量的智能化模块,可以预先设定标准信息,通过对检测信息进行比对分析来监测处理异常信息。
对智能仪器的认识与感想智能仪器是一种集成了人工智能技术的高科技测量工具。
它具有比传统仪器更强的数据处理能力和更高的测量精度,能够自动采集、分析和判定数据,从而提高工作效率和信噪比。
在现代科学研究和工业生产中,智能仪器已经成为不可缺少的一部分。
智能仪器主要有以下特点:1. 自动化:智能仪器具有自动数据采集和处理的能力。
用户只需要输入相关参数,仪器即可自动进行实验操作。
2. 精度高:智能仪器采用数字信号处理技术,具有高精度和高稳定性,能够快速而准确地测量数据。
3. 多功能:智能仪器不仅可以完成常见的实验操作,还可以进行数据分析和模拟实验等多种功能。
4. 用户友好型:智能仪器操作简单,参数设置和数据读取等过程都较为便捷,不需要太多的专业知识。
随着科技的进步和人工智能技术的不断发展,智能仪器技术也在不断创新和提升。
例如,近年来智能仪器中涉及的机器学习和深度学习算法,不仅可以大幅提高数据处理能力,还可以学习人类的思维方式,自动适应不同场景并进行更加精准的数据处理。
智能仪器的出现极大地方便了科学研究和工业生产。
例如,在医学实验中,智能仪器可帮助实验人员实时监测和记录数据,确保数据的准确性和稳定性。
在工业生产中,智能仪器能够快速检测产品质量和安全性,减少人力和资源的浪费,提高生产效率。
然而,智能仪器的使用也存在一些问题和挑战。
首先,智能仪器通常昂贵且功能复杂,需要专业的技术人员进行维护和操作。
其次,由于智能仪器使用的软件和算法都是基于人工智能技术,存在一定的风险和局限性,如出现算法错误或数据泄露等问题。
综上所述,智能仪器在科学研究和工业生产中有着广泛的应用前景,但同时也需要进行不断的创新和完善,以便更好地服务人类和社会进步。
电子测试测量仪器行业投资价值分析及发展前景预测分析一、年度计划控制主要用于检查营销效果是否达到年度计划预期,对销售额、市场占有率、费用等指标进行控制,确保年度计划所规定的销售、利润和其他目标能够实现。
(一)销售分析销售分析衡量并评估实际销售额与计划销售额的差距。
具体有两种方法:1、销售差距分析主要用来衡量造成销售差距的不同因素的影响程度。
当中既有售价下降的原因,也有销量减少的原因。
没有完成计划销售量是造成差距的主要原因。
企业还要进一步分析销售量减少的原因。
2、地区销售量分析用来衡量导致销售差距的具体产品和地区。
有必要进一步查明原因,加强该地区的营销管理。
(二)市场占有率分析销售分析一般不反映企业在竞争中的地位。
因此还要分析市场占有率或市场份额,揭示企业与竞争者之间的相对关系。
比如一家企业销售额的增长,可能是它的绩效较竞争者有所提高,也可能是整个宏观环境得到改善,市场上所有的企业都从中受益,而这家企业和对手之间的相对关系并无实质变化。
企业和营销人员应当密切关注市场占有率的变化情况。
造成市场占有率波动的原因很多,需要具体的问题具体分析:(1)市场占有率的下降,有可能出于企业战略的考虑。
有时候企业调整其经营战略、营销战略,主动减少一些不能盈利的产品,导致总销售额下降,影响了市场占有率。
如果利润反而有所增长,这种市场占有率的下降就是可接受的。
(2)市场占有率的下降,也可能是新竞争者的进入所致。
通常新竞争者的加入,会引发其他企业的市场占有率一定程度下降。
(3)外界环境因素对参与竞争的各个企业,影响方式和程度往往不同,产生的影响也不一样。
如原材料价格上涨,会对同一行业各个企业都发生影响,但不一定所有企业及同类产品都受到同样程度的影响。
有些企业推出创新的产品设计,在市场上争取到较多的客户,市场占有率反而可能上升。
(4)分析市场占有率,要结合营销机会。
机会好的企业,市场占有率一般应高于机会程度低的竞争者,否则其效率就有问题。
测控技术与仪器就业前景分析测控技术与仪器就业前景分析1测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是电子、光学、精密机械、计算机、信息与技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。
它的专业面广,小到制造车间的检测,大到卫星火箭发射的。
所以说是一个实用性很广的专业呢~能够培养从事与计算机、通信、家电、工农业生产、科学实验等相关的光电技术与设备、测控技术与仪器等新产品的研究开发、设计制造、管理营销等的高级工程技术人才。
主干课程有传感技术、精密机械设计基础、电路原理等。
培养目标本专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与方面基础知识与应用能力,能在国民经济各部门从事测量与领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。
培养要求本专业学生主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论,测量与理论和有关测控仪器的设计方法,受到现代测控技术和仪器应用的训练,具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。
而我们的毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1. 具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力:2. 较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括机械学、电子学、光学、测量与、市场经济及企业管理等基础知识;3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力,具有本专业测控技术、仪器与系统的设计、开发能力;4. 具有较强的外语应用能力;5. 具有较强的.自学能力、创新意识和较高的综合素质。
测控技术与仪器就业前景分析扩展阅读测控技术与仪器就业前景分析(扩展1)——测控技术与仪器专业就业前景分析(荟萃2篇)测控技术与仪器专业就业前景分析1测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。
最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。
测控技术与仪器的智能化发展与应用探讨测控技术和仪器的智能化大大加快了我国现代化的步伐,实现了我国工业的腾飞发展,但就目前的研究情况来看,与国外还是有一定的距离,有很大的提升空间。
测控技术和仪器的智能化可以很大程度上提高社会的生产力水平,在实际生产中,大大提高了生产效率,对于经济的发展起到了推动性的作用。
文章对测控技术进行了总体性的分析,对仪器仪表智能化进行了阐述,相信对相关技术人员学习测控技术与仪器仪表智能化具有一定的参考意义。
标签:测控技术;智能化;应用优势;具体应用引言随着我国现代化建设的日新月异,当前科学技术带动智能化发展也逐渐成为了技术应用的普遍趋势,其更是在人们的生产与生活当中引起了大量的变革。
随着测控技术向着智能化与系统化的方向不断迈进,当前我国的测控技术整体水平也逐渐接近甚至超越一些发达国家。
为了进一步提升核心竞争力,提升我国的测控技术水平,应该依靠智能化的发展条件,不断培养创新型人才的同时重视智能化与测控技术与仪器的结合,从而真正实现行业的跨越式发展,并为民族复兴大业做出积极贡献。
1智能化技术在测控仪器中的应用优势智能化的技术随着科学技术的发展已经逐渐的趋向于较为成熟的适应性发展模式,是各个行业在测控中必然的推进需求,是测控技术变革的必然结果,目前的智能化产品通过定位、加工等一系列的测量元素,使得计算机视域下的测控更为规范,其中智能手机就是人们身边的测控仪器,智能手机的更新迭代速度之快,让我们看到了测控仪器智能化的应用有效性,融合各大APP软件系统,打开了无限的智能测控空间,GPS做为智能化技术较为直观的一部分,已经大范围的应用到人们的生活生产中,使得人们在测控中对于科学的应用价值探究意识更强,科技改变生活,智能化技术也同样做为测控的中坚力量,使得测控的应用面积更广,应用价值更高。
具体来看,测控中的智能化控制优势也细分为以下几个部分:1.1节能环保,效率较高传统的测控模式中对资源的需求较大,测控的过程较为浪费成本,人力的支撑也是不可避免的,其中会自然的造成能源的消耗与环境的不良影响,智能化的测控在保障不干预环境的情况下,通过较高的效率快速的完成测控,通过不改变现有环境状态的形式,透过地形地貌感知内在的地理分布图示,达到了节能环保的意图。
页眉内容 页脚内容9 西安理工大学
研究生课程论文/研究报告
课程名称: 智能仪器 课程代号: 030416 任课教师: 赵怀军 论文/研究报告题目:智能仪器的研究现状与发展趋势 完成日期: 2016 年 7 月 19 日 学 科: 仪器仪表工程 学 号: 姓 名: 成 绩: 页眉内容
页脚内容9 目 录 1.研究现状 ............................................................................................................................................................. 3 1.1智能仪器的历史沿革 .......................................................................................................................... 3 2.发展趋势 ............................................................................................................................................................. 4 2.1智能仪器的组成 ................................................................................................................................... 4 2.2智能仪器的发展趋势 .......................................................................................................................... 5 (1)微型化 .............................................................................................................................................. 5 (2)多功能化 ......................................................................................................................................... 5 (3)人工智能化 ..................................................................................................................................... 6 (4)融合ISP和EMIT技术 ............................................................................................................. 6 (5)网络化 .............................................................................................................................................. 6 (6)虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段 ....................................................................................... 6 2.3智能仪器与数据采集系统的发展趋势 .......................................................................................... 7 (1)独立式智能仪器及自动测试系统 ........................................................................................... 7 (2)个人仪器与VXI仪器系统 ........................................................................................................ 8 3.总结 ....................................................................................................................................................................... 9 4.主要参考文献 .................................................................................................................................................... 9 页眉内容
页脚内容9 1.研究现状 测试仪器是实现测试的基本工具。测试仪器发展至今,主要经历了四个阶段:
(1)模拟仪器 早期的模拟仪器是基于物理定律产生的,如安培表、伏特表等。这种仪器的共同特征是带有表盘和机械表针,靠人读取被测量,因而误差大,精度低。到20世纪50年代,随着电子技术的兴起,出现了电子仪器仪表,如电子示波器、信号发生器等。
(2)数字仪器 数字仪器是将对模拟信号的测量转化为对数字信号的测量,并以数字形式显示和输出测量结果,如数字电压表、数字电流表等。
(3)智能仪器 智能仪器是将微处理器置入数字仪器中,实现数据存储、数据处理、逻辑判断、仪器自检等功能。[10] 含有微计算机或微处理器的测量仪器,由于拥有对数据的存储、运算、
逻辑判断及自动操作等功能,有着一定的智能作用,因而被称为智能仪器。智能仪器是计算机技术向测量仪器移植的产物。近年来,随着迅猛发展的微计算机和微电子等技术渗透到测量和仪器领域,智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展,其概念内涵日益延拓。
(4)虚拟仪器 现代科学技术的飞速发展,高度自动化的工业化大生产迫切需要功能更强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器。计算机总线技术、软件技术及相关技术的发展,使计算机的作用超出了原有的范围,实现了许多原本由硬件完成的或者硬件不能胜任的功能,这标志着“软件即仪器”时代的到来。作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系统,虚拟仪器功能强、测试精度高、测试速度快、自动化程度高、人机界面优异、灵活性强 [11]。
1.1智能仪器的历史沿革 20世纪 70年代,出现了基于大规模集成电路的微处理器,人们在其小体型、高效率、自动化等特点驱使下,开始对仪器仪表进行智能化改造。1973 年,出现了内含微处理器的商品化测量仪器。到1975年,世界上约有近百种这类新型测量仪器仪表问世。内含微处理器的新型仪器集合了计算机技术和测控技术,具有了一定的人的智能特性,诸如数据记忆及处理、逻辑判断、自检验、自校正、灵活反应等功能,因此被人们称为智页眉内容 页脚内容9 能仪器。20世纪80年代,NI公司提出了“虚拟仪器”的概念。虚拟仪器是虚拟现实技术在仪器仪表领域的重要应用。仪器软件系统所具有的通用性、通俗性、可视性、可扩展性和易升级性等特点,可方便用户快捷地构建测量环境。虚拟仪器的出现,加速了测量仪器的智能化进程。到了上世纪90年代,融合了3C技术的智能化现场总线仪器具有了通信接口,开始实现分布式的测量与控制。同期,多媒体技术被引入到智能仪器的构建,增强了智能仪器与人的交互。进入21世纪,智能仪器最大的进步特征是嵌入式系统的采用、与网络技术的有机结合、现代数学方法以及计算数学方法的更多利用。嵌入式系统在智能仪器构建上的采用,使智能仪器更加小型化,功能更全面,分析处理能力更强,可靠性进一步提高。以Internet为代表的计算机网络技术与智能仪器的结合,使得大范围的分布式测控成为现实,人们在任何时间、从任何地点获取测量信息成为可能。现代数学方法中的模糊数学、分形方法和现代数值计算方法在智能仪器建模中的应用,明显提高测量模型的精确度和计算效率,为仪器智能化决策水平提升奠定基础[8]。
2.发展趋势 一个测试系统要完成对被测量的测试,首先必须获得被测量的信息,并且根据被测量信息的物理学特性,将其转换成容易处理或传输的电量信号,然后将电量信号所表示的信息进行变换或放大,再用指示仪或记录仪将信息显示或记录下来。有的测试系统还需要对信息进行处理,以获得反映实际被测量数值大小的测试结果。
2.1智能仪器的组成 如图2-1所示为微机内嵌式智能仪器的基本组成。系统采用总线结构,所有外设和存储器均挂在总线上,微处理器按地址对它们进行访问。这是典型的计算机结构。它与一般计算机的差别在于多了“测量电路”,同时,它与外界的通信,通常需通过IEEE-488接口进行[3]。
图2-1 微机内嵌式智能仪器的组成