智能儀器儀表技術(shù)前景與應(yīng)用

1、智能儀器儀表技術(shù)前景與應(yīng)用智能儀器儀表技術(shù)前景與應(yīng)用早在1983年，美國霍尼韋爾公司開發(fā)研制出新一代智能型壓力變送器，這無異于在制造業(yè)拋下了一枚重磅炸彈，在一定程度上標(biāo)志著模擬儀表向數(shù)字化智能儀表的重大轉(zhuǎn)變。目前，通訊技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷開展，儀器儀表技術(shù)行業(yè)也在向著智能化的方向開展，同時智能儀表技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的開展。1智能儀器儀表開展的特點1.1微型化信息技術(shù)、微機械技術(shù)以及微電子技術(shù)等的綜合運用全面改良了儀器的現(xiàn)有形態(tài)，使之逐漸成為功能齊全、體積小的智能儀器，能實現(xiàn)信息的搜集、整理、處理、輸出或放大控制信號以及與其它儀器相連接等功能，正被廣泛運用于醫(yī)療、生物技術(shù)、電力、航天以及自

2、動化技術(shù)等領(lǐng)域。1.2多功能化智能儀器儀表的一個顯著特征就是多功能化，以函數(shù)發(fā)生器為例，它具有任意波形發(fā)生器、頻率合成器以及脈沖發(fā)生器等各項功能，它的性能遠(yuǎn)高于頻率合成器和專用脈沖發(fā)生器，而且它能提供行之有效的測試功能，進(jìn)步解決問題的效率和有效性。1.3智能化智能化是現(xiàn)代控制與檢測系統(tǒng)開展的主導(dǎo)方向。一定的人工智能是智能儀器開展的重要步驟，人工智能的進(jìn)一步開展將可降低人員消耗，在沒有人干預(yù)的情況下能自主完成控制和檢測功能。1.4虛擬化在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中本文由論文聯(lián)盟搜集整理，P機軟件完成負(fù)責(zé)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和顯示，在有數(shù)據(jù)硬件作為支撐的條件下，可以組成較為完好的測量儀器。這種以P機作為根底的測量儀

3、器統(tǒng)稱為虛擬儀器。在虛擬儀器中，只要運用不同的軟件編程，即使硬件系統(tǒng)一樣，也能獲得功能各異的測量儀器。軟件系統(tǒng)是虛擬儀器的核心和關(guān)鍵，它具備晉級型、可擴(kuò)展性、可視性、通俗性以及通用性等顯著特征，一定程度上代表著儀器的將來開展方向。1.5網(wǎng)絡(luò)化雙向通信功能是智能儀器儀表的根底功能，但是雙向通信功能與網(wǎng)絡(luò)通信還存在著較大的區(qū)別。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步開展，儀器儀表不僅實現(xiàn)了智能化，還實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，它能就近登臨現(xiàn)場測量參數(shù)，而且具備著一定的信息處理才能1。2我國智能儀器儀表開展的現(xiàn)狀在全世界范圍內(nèi)而言，我國每年消費的智能儀器儀表數(shù)量眾多，而且我國不斷拓寬了儀器儀表的出口渠道和途徑，產(chǎn)品出口量也呈逐漸遞

4、增的趨勢，但是就整體情況而言，我國智能儀器儀表與國外興旺國家相比還存在一定差距，這主要表如今以下幾個方面：科研投入少，自主創(chuàng)新才能嚴(yán)重缺乏；要實在改良芯片核心技術(shù)、材料質(zhì)量、制造技術(shù)、安裝尺寸標(biāo)準(zhǔn)以及消費的集中度和集約化等。目前，我國消費智能儀器儀表的企業(yè)眾多，但是企業(yè)在開展過程中片面注重新產(chǎn)品的研發(fā)，對開發(fā)消費技術(shù)線相對輕視，而且企業(yè)投資側(cè)重于產(chǎn)品技術(shù)而非消費線技術(shù)，最終限制了硬件設(shè)備投資的增長。在這種情況下，我國企業(yè)的自動化程度停滯不前，難以實在保障產(chǎn)品的一致性。就材料質(zhì)量而言，我國用于智能儀器儀表消費的材料質(zhì)量與興旺國家存在顯著差異。例如，感應(yīng)式電能表的阻尼磁鋼、磁推軸承等，智能儀器儀表

5、的使用壽命在很大程度上取決于原器件的質(zhì)量，要實在進(jìn)步儀器儀表的質(zhì)量，就必須從原器件的阻燃性、殼體的耐熱性以及絕緣性能等方面著手。測量芯片技術(shù)是智能儀器儀表技術(shù)的關(guān)鍵和核心，但是我國對此的開發(fā)才能嚴(yán)重缺乏，在自主創(chuàng)新方面有待于進(jìn)一步努力，這在一定程度上阻礙了我國智能儀器儀表行業(yè)的安康開展。目前，儀器儀表制造商正著力改良消費工藝，大力研制和開發(fā)智能型電工儀器儀表，但是企業(yè)要實現(xiàn)這一目的，必須在材料質(zhì)量、測量芯片技術(shù)以及消費線技術(shù)等方面進(jìn)展努力，只有這樣，國產(chǎn)產(chǎn)品才能不斷提升自己的綜合競爭力，提升自己的市場占有額。國內(nèi)儀器儀表制造企業(yè)要不斷解放思想，大力進(jìn)展技術(shù)創(chuàng)新，增加技術(shù)投入，借鑒并吸收外國先進(jìn)

6、經(jīng)歷，并在此根底上進(jìn)展消費線技術(shù)的研發(fā)，實在保障原材料質(zhì)量，大力消費具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)集成芯片，推動智能儀器儀表企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)2。3我國智能儀器儀表的將來開展趨勢3.1不斷優(yōu)化儀器儀表構(gòu)造智能電動化技術(shù)的開展和成熟為儀器儀表在電力系統(tǒng)的運用奠定了堅實的基矗在電力系統(tǒng)中廣泛運用智能化軟硬件，能保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確分析和處理得當(dāng)，能實在進(jìn)步電力系統(tǒng)的運營程度和工作效率，創(chuàng)始電力系統(tǒng)新的開展場面，例如混沌控制、進(jìn)化計算、遺傳算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)的運用，進(jìn)步了儀器儀表的使用性能，使其更加靈敏、高效、高速。在對不同儀器進(jìn)展分散處理的過程中，要廣泛采用微控制器、微處理器等微型芯片技術(shù)，設(shè)計出

7、模糊控制程序，為各種數(shù)據(jù)的平安運行設(shè)置臨界值，在模糊規(guī)那么的指引下使用模糊推理技術(shù)，力求最有效的處理各類模糊關(guān)系。加大對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用，充分發(fā)揮其自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的才能，掌握其對非線性復(fù)雜關(guān)系的輸出、輸入間的黑箱映射特性，最大限度的發(fā)揮其快速實時性和適用性的顯著特征，將多傳感器資源的作用發(fā)揮到極致，保證結(jié)論的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。智能自動化技術(shù)在傳感器測量中的運用更為普遍和直接。小波變換、短時傅立葉變換、快速傅立葉變換等技術(shù)能對信號進(jìn)展過濾和處理，這些軟件技術(shù)盡可能簡化硬件，轉(zhuǎn)換傳感器動態(tài)特性以及進(jìn)步信噪比，但是這必須建立在動態(tài)數(shù)學(xué)模型的根底之上而且高階濾播器在實時傳播方面的性能較差。

8、廣泛采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能顯著進(jìn)步自適應(yīng)濾波和自相關(guān)濾波的性能。3.2進(jìn)步儀器儀表運行效率計算機虛擬儀器，也就是存在于軟件模塊化和硬件軟化中的測量儀器，它在現(xiàn)階段獲得了快速開展，而且網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)資源程序的優(yōu)化配置和統(tǒng)一規(guī)劃等，都為智能儀器儀表的開展創(chuàng)造了有利條件。儀器儀表消費廠家過去都是以源代碼作為構(gòu)造設(shè)計根底的，他們能為客戶提供智能虛擬儀器，也就是我們通常所說的儀器驅(qū)動器，為了實在進(jìn)步儀器的運作程度，實現(xiàn)編程的靈敏性和進(jìn)步編程質(zhì)量，儀器廠家銳意改革，開發(fā)出了適應(yīng)時代開展的智能化儀器驅(qū)動軟件標(biāo)準(zhǔn)，改良了虛擬儀器的性能和構(gòu)造。充分運用智能化手段，盡可能實現(xiàn)儀器驅(qū)動器代碼的自動生成，能節(jié)約大量的人力物力

9、資源，簡化工作量，還能實現(xiàn)編程驅(qū)動器構(gòu)造的統(tǒng)一，為客戶維護(hù)和使用提供了便利條件。在智能手法的推動下，能對不同儀器的設(shè)置和狀態(tài)進(jìn)展實時跟蹤、識別和管理，用戶可以自行進(jìn)入各種低層設(shè)置，而且在智能管理的條件下，驅(qū)動器能自行檢查運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)并解決編程錯誤，實在進(jìn)步了儀器的可靠性和平安性，進(jìn)步了儀器儀表的運行效率。3.3滿足遠(yuǎn)程測控需求隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步開展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)等日新月異，監(jiān)控系統(tǒng)一般以工作站和P機為根底，它在組建網(wǎng)絡(luò)的前提下實在進(jìn)步了儀器儀表的工作效率，加快了資源共享的速度，為現(xiàn)代儀器儀表的快速開展指明了道路。就某種意義而言，智能儀器儀表和計算機已初步實現(xiàn)了共融，通用的儀器網(wǎng)

10、絡(luò)就是計算機網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)在測控系統(tǒng)中設(shè)置各種智能設(shè)備，使它們像工作站和計算機一樣通過節(jié)點連接到網(wǎng)絡(luò)，再加上目前相對成熟的Internet網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，那么就能在更大范圍和更大程度上實現(xiàn)資源的實時共享，并盡可能降低組建系統(tǒng)費用，同時能充分發(fā)揮測控系統(tǒng)的作用。在遠(yuǎn)程測控過程中要采用現(xiàn)場總線智能儀表，將微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)以及儀器測控技術(shù)有機的結(jié)合起來，這樣不僅能保證自動測量、存儲、控制以及顯示功能的正常發(fā)揮，還能遠(yuǎn)程操作儀器、對儀器進(jìn)展實時監(jiān)控、設(shè)置合理的參數(shù)、獲取測量結(jié)果以及對故障進(jìn)展診斷等，及時將最新情況反應(yīng)到Internet上，保證儀器儀表設(shè)備的正常運行。智能儀器儀表也作為網(wǎng)絡(luò)中獨立的節(jié)點而存在，它能采取就近原那么及時與當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)線纜進(jìn)展連接，保證現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的即時傳輸；用戶通過符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序和閱讀器能及時獲取所需信息。不同的用戶能在同一時間對同一過程進(jìn)展有效監(jiān)控，指導(dǎo)人員、質(zhì)量監(jiān)控人員以及工程技術(shù)人員等能對同一運輸過程進(jìn)展遠(yuǎn)間隔 控制和監(jiān)測，即使遠(yuǎn)在千里之外也保證信息搜集工作的正常進(jìn)展，方便數(shù)據(jù)庫的建立和決策意見的制定，能及時探究和分析其中蘊含的深層規(guī)律。對于各種隱患及問題，一經(jīng)