計算機技術在儀器儀表中的進一步滲透,使電子儀器在傳統(tǒng)的時域與頻域之外,又出現(xiàn)了數據域測試。90年代,儀器儀表與測量科學技術突破性進展是儀器儀表智能化程度的提高>DSP芯片的大量問世,使儀器儀表數字信號處理功能大大加強,微型機的發(fā)展,使儀器儀表具有更強的數據處理能力和圖象處理功能,現(xiàn)場總線技術是90年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場自動化設備與其控制系統(tǒng)的網絡通信技術,Internet和Internet技術也將進入控制領域?,F(xiàn)代儀器儀表產品將向著計算機化、網絡化、智能化,多功能化的方向發(fā)展,跨學科的綜合設計、高精尖的制造技術使它能更高速。更靈敏。更可靠,更簡捷地獲取被分析,檢測,控制對象的全方位信息。未來10年,而更高程度的智能化應包括理解、推理。判斷與分析等一系列功能,是數值,邏輯與知識的結合分析結果,智能化的標志是知識的表達與應用。
利用物理學的新效應和高新技術及其成就開發(fā)新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強抗干擾能力傳感器技術和測試儀器儀表。如:利用高溫超導童子干涉儀(SGUID)開發(fā)計量測試儀器,物理學測試儀器、地理和地質學儀器?;瘜W分析儀器、醫(yī)療儀器、無損材料檢測儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖、光學玻璃等,它與近場光學相結合,不僅可以測量表面精細結構,同時根據近場光學反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料,這是目前實驗研究新探索。將可調諧穩(wěn)頻激光光譜儀技術用于高精密的幾何童與機械童和多種無形態(tài)的量的測量,開發(fā)以新一代微型光纖傳導激光干涉儀,它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍,分辨率可達1mm。
現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展關鍵技術
(1)傳感技術:傳感技術不僅是儀器儀表實現(xiàn)檢測的基礎,它也是儀器儀表實現(xiàn)控制的基礎。
(2)系統(tǒng)集成技術:系統(tǒng)集成技術直接影響儀器儀表和測童控制科學技術的應用廣度和水平,特別是對大工程、大系統(tǒng)。大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響。
(3)智能控制技術:智能控制技術是人類以接近最佳方式,通過測控系統(tǒng)以接近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)達到既定目標的技術,是直接涉及測控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術,是從信息技術向知識經濟技術發(fā)展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關鍵的軟件資源。
(4)人機界面技術:人機界面技術主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備、主系統(tǒng)的操作員操作儀器儀表或主設備、主系統(tǒng)服務。
(5)可靠性技術:隨著儀器儀表和測控系統(tǒng)應用領域的日益擴大,可靠性技術特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業(yè)設施,大型工程和工業(yè)生產中起到提高戰(zhàn)斗力和維護正常工作的重要作用。
現(xiàn)代儀器儀表產品技術趨勢儀器儀表作為信息工業(yè)的源頭,是以電腦和微處理器的技術為核心技術,以計算機、網絡、系統(tǒng)、通信。圖像顯示。
自動控制理論為共性關鍵技術基礎。這些信息技術應用到儀器儀表中,促成儀器儀表產品升級為智能儀器儀表,發(fā)展成為信息工業(yè)領域中一大系列產品群體。
儀器儀表產品正向智能化、微型化、網絡化和虛擬化方向迅速邁進
微型化:儀器儀表產品微型化主要歸結于超大規(guī)模集成(VLSI)新器件,微機電系統(tǒng)(MEMS)、圓片規(guī)模集成(WSI)和多芯片模塊(MCM)等,采用微控技術、微加工技術。微檢測技術,微光源、微分光光學系統(tǒng)。微傳感器等,使儀器儀表產品體積縮小,精度提高。
智能化:儀器儀表產品智能化主要歸結于微處理器和人工智能技術的發(fā)展與應用。以美國德州儀器公司提出的件及開發(fā)工具等提供整個應用系統(tǒng)的解決方案。目前DSP的生產工藝正在由0.35mm轉向0.25nm、0.18mm、0.13mm,2005年可達到0.075nm.到2010年,DSP芯片的集成度將會提高11倍,單個芯片上將會集成5億只晶體管。
網絡化:由于測量設備自動化、智能化水平的提篼,多臺儀器聯(lián)網已推廣應用,虛擬儀器、三維多媒體等新技術開始實用化。儀器儀表產品網絡化主要歸結于現(xiàn)場總線技術。基于現(xiàn)場總線的FCS(Fieidbus Control System)將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角,Intemet和Intranet技術也進人控制領域,網絡化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產到管理、直到經營等各方面。
利用物理學的新效應和高新技術及其成就開發(fā)新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強抗干擾能力傳感器技術和測試儀器儀表。如:利用高溫超導童子干涉儀(SGUID)開發(fā)計量測試儀器,物理學測試儀器、地理和地質學儀器?;瘜W分析儀器、醫(yī)療儀器、無損材料檢測儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖、光學玻璃等,它與近場光學相結合,不僅可以測量表面精細結構,同時根據近場光學反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料,這是目前實驗研究新探索。將可調諧穩(wěn)頻激光光譜儀技術用于高精密的幾何童與機械童和多種無形態(tài)的量的測量,開發(fā)以新一代微型光纖傳導激光干涉儀,它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍,分辨率可達1mm。
現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展關鍵技術
(1)傳感技術:傳感技術不僅是儀器儀表實現(xiàn)檢測的基礎,它也是儀器儀表實現(xiàn)控制的基礎。
(2)系統(tǒng)集成技術:系統(tǒng)集成技術直接影響儀器儀表和測童控制科學技術的應用廣度和水平,特別是對大工程、大系統(tǒng)。大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響。
(3)智能控制技術:智能控制技術是人類以接近最佳方式,通過測控系統(tǒng)以接近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)達到既定目標的技術,是直接涉及測控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術,是從信息技術向知識經濟技術發(fā)展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關鍵的軟件資源。
(4)人機界面技術:人機界面技術主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備、主系統(tǒng)的操作員操作儀器儀表或主設備、主系統(tǒng)服務。
(5)可靠性技術:隨著儀器儀表和測控系統(tǒng)應用領域的日益擴大,可靠性技術特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業(yè)設施,大型工程和工業(yè)生產中起到提高戰(zhàn)斗力和維護正常工作的重要作用。
現(xiàn)代儀器儀表產品技術趨勢儀器儀表作為信息工業(yè)的源頭,是以電腦和微處理器的技術為核心技術,以計算機、網絡、系統(tǒng)、通信。圖像顯示。
自動控制理論為共性關鍵技術基礎。這些信息技術應用到儀器儀表中,促成儀器儀表產品升級為智能儀器儀表,發(fā)展成為信息工業(yè)領域中一大系列產品群體。
儀器儀表產品正向智能化、微型化、網絡化和虛擬化方向迅速邁進
微型化:儀器儀表產品微型化主要歸結于超大規(guī)模集成(VLSI)新器件,微機電系統(tǒng)(MEMS)、圓片規(guī)模集成(WSI)和多芯片模塊(MCM)等,采用微控技術、微加工技術。微檢測技術,微光源、微分光光學系統(tǒng)。微傳感器等,使儀器儀表產品體積縮小,精度提高。
智能化:儀器儀表產品智能化主要歸結于微處理器和人工智能技術的發(fā)展與應用。以美國德州儀器公司提出的件及開發(fā)工具等提供整個應用系統(tǒng)的解決方案。目前DSP的生產工藝正在由0.35mm轉向0.25nm、0.18mm、0.13mm,2005年可達到0.075nm.到2010年,DSP芯片的集成度將會提高11倍,單個芯片上將會集成5億只晶體管。
網絡化:由于測量設備自動化、智能化水平的提篼,多臺儀器聯(lián)網已推廣應用,虛擬儀器、三維多媒體等新技術開始實用化。儀器儀表產品網絡化主要歸結于現(xiàn)場總線技術。基于現(xiàn)場總線的FCS(Fieidbus Control System)將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角,Intemet和Intranet技術也進人控制領域,網絡化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產到管理、直到經營等各方面。