儀器儀表的發(fā)展趨勢

　　一、現代儀器儀表發(fā)展趨勢分析 

　　目前，儀器儀表行業(yè)呈現出快速發(fā)展的趨勢。數字技術將傳統(tǒng)模擬儀器的測量速度、分辨力、精度等都提升了數個量級，從而為測試自動化的實現提供了良好的基礎。而引入的計算機技術，則使儀器在功能上產生了質的變化，即從測量個別參量轉向整個系統(tǒng)參數特征的測量，從單一的顯示、接受轉向計算、處理、分析、控制與顯示輸出，從單個儀器測量轉向系統(tǒng)測量。另外，儀器儀表領域中引入計算機技術，還使得電子儀器突破了傳統(tǒng)的頻域與時域，步入了數據域測試。20世紀90年代，測量科學技術與儀器儀表的突破性進展體現在其智能化程度的提升；大量問世的DSP芯片（Digital Signal Processing）則大大加強了儀器儀表的數字信號處理性能；計算機微機的發(fā)展使儀器儀表的圖像處理功能與數據處理能力得到了增強；同樣在20世紀90年代，隨著集散控制系統(tǒng)和數據總線技術得到了迅速發(fā)展的同時，智能型儀表用于各類自動化設備與控制系統(tǒng)中也越來越廣泛 

　　由此可見，儀器儀表產品正向著多功能化、智能化、網絡化、計算機化逐步發(fā)展，制造技術的高精尖與跨學科綜合設計都使儀器儀表能夠更簡捷、可靠、靈敏、高速地獲得被控制、檢測、分析對象的全面信息。在儀器儀表的未來發(fā)展中，智能化的更高程度應包括分析、判斷、推理、理解等功能，是知識、邏輯與數值的綜合分析結果，其標志就是表達與應用知識。利用及成就與物理學新效應實現新型強抗干擾、高穩(wěn)定性、高靈敏度的測試儀器儀表與傳感器技術。就針對我們比迪歐公司1，4丁二醇生產工藝系統(tǒng)來說，可利用雷達液位計或射頻導納液位計準確測量液位，用激光分析儀或紅外線分析儀在線測量乙炔，氫氣的含量等等，當然除過化工領域的測量儀器之外，一些醫(yī)療儀器、化學分析儀器、地質學和地理儀器、物理測試儀器、計量測試儀器等在不同的領域同樣發(fā)揮著的作用。 

　　從上述儀器儀表發(fā)展趨勢不難看出，現代儀器儀表的發(fā)展特點主要包括： 

　　1.個性化、手持式、便捷式儀器儀表的發(fā)展 

　　隨著人們生活水平與社會生產力的不斷提升，社會大眾日益關注自身的健康水平與生活質量，今后儀器儀表的一個重要發(fā)展趨勢就體現在與人民生活關系密切的各類食品商品質量測量儀器儀表、各類疾病預防與治療的醫(yī)療儀器之上。儀器儀表的實時、現場在線化，尤其是個人或家庭使用的疾病警示與健康狀況儀器儀表將會得到巨大發(fā)展 

　　2.大量采用，科學研究新成果的搶先應用。 

　　現代人類認識、改造物質世界所使用的*手工具就是儀器儀表，同時也是工程技術開發(fā)與科學研究的基本工具之一。大量，比如納米技術、超導技術、激光技術、網絡技術、計算機硬軟件技術、提取微弱信號技術等以及科學研究新成果與新發(fā)現，比如宏觀、微觀研究成果、系統(tǒng)工程理論、控制論、信息論等都已經成為測量控制技術與儀器儀表發(fā)展的主要動力，現代儀器儀表已不僅僅是高技術產品，還是各類新工藝、新材料、新技術、新概念、新原理的新技術成果的集成。 

　　3.不斷提高的技術指標 

　　從檢測控制層面來看，技術指標的提升是儀器儀表發(fā)展的追求與必然。而從測量控制與儀器儀表的技術范圍來看，包括諸如測量溫度已能夠從近零度到1010℃、測量壓力可達108Pa、測量頻率可達1010Hz、測量諧波可達51次、電阻可從超導到1014Ω、電壓可從納伏到100萬伏等。從測量精度指標的提升來看，儀器儀表的工業(yè)參數測量可提升到0.02%以上，航天航空測量參數則可達0.05%以上等等。除此之外，儀器儀表產品的環(huán)境適應性也得到了進一步的提升。 

　　二、現代儀器儀表發(fā)展關鍵技術研究 

　　1.人機界面技術 

　　此項技術主要是為主系統(tǒng)、主設備或是配備主系統(tǒng)、主設備的操作人員對儀器儀表進行操作或是操作人員服務的。人機界面技術使儀器儀表能夠成為人們認識、改造物質世界的直觀操作工具。此技術的主要任務就是負責主系統(tǒng)、主設備的可維護性與可操作性。人機界面技術包括了故障人工干預、人機對話、硬拷貝、顯示技術等。同時充分考慮到儀器儀表操作人員已由傳統(tǒng)的單人單機發(fā)展為網絡化、系統(tǒng)化條件下的不同崗位的許多操作群體，人機界面技術也正發(fā)展為人機大系統(tǒng)技術。除此之外，儀器儀表的網絡化、系統(tǒng)化發(fā)展，防止非操作員介入、特定操作員識別等技術也開始日益受到關注。 

　　2.智能控制技術 

　　所謂智能控制技術就是能夠用接近*方式，利用測控系統(tǒng)對智能化系統(tǒng)、裝備、工具進行監(jiān)控，從而實現既定目標的一項技術，是直接影響到發(fā)揮測控系統(tǒng)效益的技術，同時也是從信息技術發(fā)展為知識經濟技術的體現。作為在測控系統(tǒng)中zui為關鍵與重要的軟件資源，智能控制技術的當前發(fā)展趨勢相當寬廣，比如在企業(yè)信息化PCS/MES/ERP計算機三級結構測控系統(tǒng)中，其智能化軟件的價格就已經3倍于硬件價格。而在制藥、電力、冶金、石化等行業(yè)中，測控系統(tǒng)中的控制軟件價格也已超越系統(tǒng)硬件。智能控制技術中包括的有*決策技術、環(huán)境自適應技術、自學習知識技術、自動辨別目標技術、特征提取技術等等。 

　　3.系統(tǒng)集成技術 

　　這項技術對測量控制技術與儀器儀表的應用水平與廣度有著直接的影響，尤其是對于大型裝置、大系統(tǒng)、大工程的自動化效益與程度起著決定性的作用，屬于系統(tǒng)層次的信息融合控制技術，它包括了應用層控制策略實施、信息通信轉換、物理層配置、系統(tǒng)建模以及系統(tǒng)需求分析技術等等。當儀器儀表操作人員是在多種不同崗位的條件下，它還包括了分析各級操作人員需求的技術。 

　　4.傳感技術 

　　實現儀器儀表檢測的基礎即為傳感技術，同時也是實現儀器儀表控制的基礎。這是由于控制必須基于檢測輸入信息，同時由于必須感知控制達到的狀態(tài)與精度，否則就會由于控制效果的不明確而使控制盲目化。從廣義上來看，傳感技術必須能夠對三方面信息進行感知，同時應該注意的是，由于客觀世界是*的，因此測控系統(tǒng)所感知的客觀世界應主要集中在目標相關的環(huán)境，即目標環(huán)境，而對于目標環(huán)境以外的信息則可經由其他方法實現采集。 

　　四、結語 

　　綜上所述，現代儀器儀表的發(fā)展趨勢應是多功能化、虛擬化、網絡化、智能化、高科技化，同時隨著社會經濟的迅速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高、各類新技術、新研究成果的不斷應用，儀器儀表的發(fā)展必將能夠為人類社會的整體發(fā)展起到關鍵性的積極作用。