仪器仪表的发展趋势

20世纪中期以后,随着自动控制理论的产生和自动控制技术的成熟,以A /D (数字/模拟转换)环节为基础的数字式仪器得到快速发展。

伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟,人工智能、在线测控成为可能,使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。

数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了20世纪现代科学仪器发展的主流与方向。

数字仪器

数字技术(Digital Technology)是指借助一定的设备将各种信息，包括、图、文、声、像等，转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。通常也称为数码技术。

以数字技术为基础,以大规模集成电路为主体构成数字式仪器,对被测量的模拟信号进行A /D转换后,传输、处理、存贮和显示的信号均为数字信号,使测试速度快,准确性也大大提高，常见的代表仪器有恒温恒湿箱、温度传感器等。

数字化是智能仪器、个人仪器和虚拟仪器的基础,是计算机技术进入测量仪器的前提。广泛应用于电子数字计算机、数控技术、通讯设备、数字仪表等方面，诸如人类第一台电子数字计算机ENIAC，爱思达金相显微镜，体视显微镜，X光检查机等。

智能仪器

智能仪器是把一个微型计算机系统嵌入到数字式电子测量仪器中而构成的独立式仪器。

嵌入的计算机系统可以是芯片级,如单片机、数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)等,模板级如PC - 4。也可以是系统级,如微型计算机系统,可编程单芯片系统( System on a ProgrammableChip, SOPC)等。

智能仪器在结构上自成一体,有的仪器内部还带有专用的微型计算机系统和通用接口总线( General Purpose Interface Bus,GP IB)接口,能独立完成测试。智能仪器由于引入了计算机,功能强大,性能优异,使用灵活、方便,是现阶段高档电子仪器的主体。如离子污染测试仪，上PIN机，双盘研磨机，剥离强度测试仪，拉脱强度测试仪等都采用智能技术的现代化精密检测仪器，又比如纳米智能机器人。

随着新技术、新工艺和嵌入式系统技术的不断进步,智能仪器还在不断发展,不断推陈出新,不断提高智能水平。

彩印仪器卡个人仪

把测试功能的硬件模块,做成一个I/O插卡(仪器卡) ,直接插入个人计算机( PC)扩展插槽,再配置相应的测试软件,使计算机能够完成测量仪器的功能,构成一个以PC为基础的个人计算机仪器。个人计算机仪器充分吸取了GP IB标准化和智能仪器智能化的优点,同时又能共享PC机的硬件、外设和软件资源,使其显示出强大的生命力。

虚拟仪器

虚拟技术是利用计算机界面和在线帮助功能,建立仪器虚拟板面,通过计算操作完成对对象的测试分析功能。

虚拟仪器实质上是“软硬结合”、“虚实结合”的产物。 它充分利用计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。 在虚拟仪器中, 硬件只是信号传输的介质,软件才是整个仪器系统的关键。

用户可根据自己的需要通过编制不同的测试软件来构建不同功能的测试系统。其中,许多硬件功能可直接由软件实现, 系统具有极强的通用性和多功能性。

网络仪器

基于Internet和Intranet的网络仪器是计算机技术、虚拟技术、网络技术的完美结合, 代表了当前和今后仪器仪表领域的发展潮流,已在测量与测控领域内显现。 如网络化流量计、网络化传感器、网络化示波器、网络化分析仪和网络化计量表等,都成为人们的新宠。

网络化仪器可实现任意时间、任何地点对系统的远程访问,实时获得仪器的工作状态;通过友好的用户界面,不仅可对远程仪器进行功能控制和状态检测,还能将远程仪器测得的数据快速传递给本地计算机。与传统的仪器相比,网络仪器具有无可比拟的优势,如功能分散、危险分散、地理分散、管理集中、通信功能强、网络隔离度高、分布广泛;系统操作简单,人机界面友好,便于扩展和维护;通信标准公开、一致、开放,仪器间信息资源共享,具有互操作性, 可组建大规模分布式测控网络, 等等。 因此,网络仪器已成为现代仪器仪表发展的突出方向。