智能儀器的發(fā)展概況

    80年代，微處理器被用到儀器中，儀器前面板開(kāi)始朝鍵盤(pán)化方向發(fā)展眷蚓，測(cè)量系統(tǒng)常通過(guò)IEEE—488總線連接。不同于傳統(tǒng)獨(dú)立儀器模式的個(gè)人儀器得到了發(fā)展等反番。

    90年代沙热，儀器儀表的智能化突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：微電子技術(shù)的進(jìn)步更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計(jì)；DSP芯片的問(wèn)世罢缸，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)處理功能大大加強(qiáng)篙贸；微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力譬椰；圖像處理功能的增加十分普遍踏蚓；VXI總線得到廣泛的應(yīng)用。

    近年來(lái)姚不，智能化測(cè)量控制儀表的發(fā)展尤為迅速惫投。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測(cè)量控制儀表，例如光丢，能夠自動(dòng)進(jìn)行差壓補(bǔ)償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計(jì)旋蝎，能夠進(jìn)行程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID和各種復(fù)雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器镰掐，以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等孕序。

    國(guó)際上智能測(cè)量?jī)x表更是品種繁多，例如炸诚，美國(guó)HONEYWELL公司生產(chǎn)的DSTJ-3000系列智能變送器递市，能進(jìn)行差壓值狀態(tài)的復(fù)合測(cè)量，可對(duì)變送器本體的溫度、靜壓等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償唁情，其精度可達(dá)到±0.1％FS疑苔；美國(guó)RACA-DANA公司的9303型超高電平表，利用微處理器消除電流流經(jīng)電阻所產(chǎn)生的熱噪聲甸鸟，測(cè)量電平可低達(dá)-77dB惦费；美國(guó)FLUKE公司生產(chǎn)的超級(jí)多功能校準(zhǔn)器5520A，內(nèi)部采用了3個(gè)微處理器抢韭，其短期穩(wěn)定性達(dá)到1ppm薪贫，線性度可達(dá)到0.5ppm；美國(guó)FOXBORO公司生產(chǎn)的數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器刻恭，采用了專家系統(tǒng)技術(shù)瞧省，能夠像有經(jīng)驗(yàn)的控制工程師那樣，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)迅速地整定調(diào)節(jié)器鳍贾。這種調(diào)節(jié)器特別適合于對(duì)象變化頻繁或非線性的控制系統(tǒng)鞍匾。由于這種調(diào)節(jié)器能夠自動(dòng)整定調(diào)節(jié)參數(shù)，可使整個(gè)系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中始終保持最佳品質(zhì)骑科。

    智能儀器發(fā)展趨勢(shì)

    1 微型化

    微型智能儀器指微電子技術(shù)橡淑、微機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等綜合應(yīng)用于儀器的生產(chǎn)中键腹，從而使儀器成為體積小呕摹、功能齊全的智能儀器。它能夠完成信號(hào)的采集溪客、線性化處理、數(shù)字信號(hào)處理先兆，控制信號(hào)的輸出肢箕、放大、與其他儀器的接口爵例、與人的交互等功能牲支。微型智能儀器隨著微電子機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)不斷成熟豌淹，價(jià)格不斷降低窥血，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷擴(kuò)大。它不但具有傳統(tǒng)儀器的功能措坐，而且能在自動(dòng)化技術(shù)牢辣、航天、軍事拣播、生物技術(shù)晾咪、醫(yī)療領(lǐng)域起到獨(dú)特的作用。例如贮配，目前要同時(shí)測(cè)量一個(gè)病人的幾個(gè)不同的參量谍倦，并進(jìn)行某些參量的控制塞赂，通常病人的體內(nèi)要插進(jìn)幾個(gè)管子，這增加了病人感染的機(jī)會(huì)昼蛀，微型智能儀器能同時(shí)測(cè)量多參數(shù)宴猾，而且體積小，可植入人體叼旋，使得這些問(wèn)題得到解決鳍置。

  2 多功能

    多功能本身就是智能儀器儀表的一個(gè)特點(diǎn)。例如送淆，為了設(shè)計(jì)速度較快和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)税产，儀器生產(chǎn)廠家制造了具有脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任意波形發(fā)生器等功能的函數(shù)發(fā)生器偷崩。這種多功能的綜合型產(chǎn)品不但在性能上（如準(zhǔn)確度）比專用脈沖發(fā)生器和頻率合成器高辟拷，而且在各種測(cè)試功能上提供了較好的解決方案。

  3 人工智能化

    人工智能是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域欣挠，利用計(jì)算機(jī)模擬人的智能卒亩，用于機(jī)器人、醫(yī)療診斷怕枣、專家系統(tǒng)划万、推理證明等各方面 。智能儀器的進(jìn)一步發(fā)展將含有一定的人工智能庸既，即代替人的一部分腦力勞動(dòng)招蠕，從而在視覺(jué)（圖形及色彩辨讀）、聽(tīng)覺(jué)（語(yǔ)音識(shí)別及語(yǔ)言領(lǐng)悟）技熊、思維（推理倾莽、判斷、學(xué)習(xí)與聯(lián)想）等方面具有一定的能力望吧。這樣板刑，智能儀器可無(wú)需人的干預(yù)而自主地完成檢測(cè)或控制功能。顯然俊炒，人工智能在現(xiàn)代儀器儀表中的應(yīng)用邑键，使我們不僅可以解決用傳統(tǒng)方法很難解決的一類問(wèn)題，而且可望解決用傳統(tǒng)方法根本不能解決的問(wèn)題休玩。

   4 融合ISP和EMIT技術(shù)著淆，實(shí)現(xiàn)儀器儀表系統(tǒng)的Internet接入（網(wǎng)絡(luò)化）

   伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，Internet技術(shù)正在逐漸向工業(yè)控制和智能儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域滲透哥捕，實(shí)現(xiàn)智能儀器儀表系統(tǒng)基于Internet的通訊能力以及對(duì)設(shè)計(jì)好的智能儀器儀表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)牧抽、功能重置和系統(tǒng)維護(hù)。

    在系統(tǒng)編程技術(shù)（In-System Programming，簡(jiǎn)稱ISP技術(shù)）是對(duì)軟件進(jìn)行修改扬舒、組態(tài)或重組的一種最新技術(shù)阐肤。它是LATTICE半導(dǎo)體公司首先提出的一種使我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)讲坎，甚至在產(chǎn)品賣(mài)給最終用戶以后孕惜，具有對(duì)其器件、電路板或整個(gè)電子系統(tǒng)的邏輯和功能隨時(shí)進(jìn)行組態(tài)或重組能力的最新技術(shù)晨炕。ISP技術(shù)消除了傳統(tǒng)技術(shù)的某些限制和連接弊病衫画，有利于在板設(shè)計(jì)、制造與編程瓮栗。ISP硬件靈活且易于軟件修改树季，便于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。由于ISP器件可以像任何其他器件一樣番链，在印刷電路板（PCB）上處理令叉，因此編程ISP器件不需要專門(mén)編程器和較復(fù)雜的流程，只要通過(guò)PC機(jī)蝉齐，嵌入式系統(tǒng)處理器甚至INTERNET遠(yuǎn)程網(wǎng)進(jìn)行編程溜帐。

    EMIT嵌入式微型因特網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)是emWare公司創(chuàng)立ETI（eXtend the Internet）擴(kuò)展Internet聯(lián)盟時(shí)提出的，它是一種將單片機(jī)等嵌入式設(shè)備接入Internet的技術(shù)多梅。利用該技術(shù)勃核，能夠?qū)?位和16位單片機(jī)系統(tǒng)接入Internet，實(shí)現(xiàn)基于Internet的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集苏蒿、智能控制俩孽、上傳／下載數(shù)據(jù)文件等功能。

    目前美國(guó)ConnectOne公司销泽、emWare公司氧胳、TASKING公司和國(guó)內(nèi)的P＆S公司等均提供基于Internet的DeviceNetworking的軟件、固件（Firmware）和硬件產(chǎn)品辰令。

  5 虛擬儀器是智能儀器發(fā)展的新階段

    測(cè)量儀器的主要功能都是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等三大部分組成的节值。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中徙硅，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機(jī)的軟件來(lái)完成。因此搞疗，只要額外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件嗓蘑，就可以與PC機(jī)組成測(cè)量?jī)x器。這種基于PC機(jī)的測(cè)量?jī)x器稱為虛擬儀器匿乃。在虛擬儀器中桩皿，使用同一個(gè)硬件系統(tǒng)，只要應(yīng)用不同的軟件編程，就可得到功能完全不同的測(cè)量?jī)x器泄隔【芗可見(jiàn)，軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心佛嬉，“軟件就是儀器”逻澳。

    傳統(tǒng)的智能儀器主要在儀器技術(shù)中用了某種計(jì)算機(jī)技術(shù)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，而虛擬儀器則強(qiáng)調(diào)在通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)中吸收儀器技術(shù)暖呕。作為虛擬儀器核心的軟件系統(tǒng)具有通用性士敬、通俗性、可視性雾逢、可擴(kuò)展性和升級(jí)性彻芒，能為用戶帶來(lái)極大的利益，因此赂阻，具有傳統(tǒng)的智能儀器所無(wú)法比擬的應(yīng)用前景和市場(chǎng)尘晓。

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