智能仪器的发展趋势与前景.doc

西安理工大学研究生课程论文/研究报告课程名称:智能仪器课程代号:030416任课教师:赵怀军论文/研究报告题目:智能仪器的研究现状与发展趋势完成日期:2016年7月19日学科:仪器仪表工程学号:姓名:成绩: 5(1)微型化 5(2)多功能化 5(3)人工智能化 6(4)融合ISP和EMIT技术 6(5)网络化 6(6)虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段 7(1)独立式智能仪器及自动测试系统 7(2)个人仪器与VXI仪器系统 。测试仪器发展至今,主要经历了四个阶段:(1)模拟仪器早期的模拟仪器是基于物理定律产生的,如安培表、伏特表等。这种仪器的共同特征是带有表盘和机械表针,靠人读取被测量,因而误差大,精度低。到20世纪50年代,随着电子技术的兴起,出现了电子仪器仪表,如电子示波器、信号发生器等。(2)数字仪器数字仪器是将对模拟信号的测量转化为对数字信号的测量,并以数字形式显示和输出测量结果,如数字电压表、数字电流表等。(3)智能仪器智能仪器是将微处理器置入数字仪器中,实现数据存储、数据处理、逻辑判断、仪器自检等功能。[10]含有微计算机或微处理器的测量仪器,由于拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动操作等功能,有着一定的智能作用,因而被称为智能仪器。智能仪器是计算机技术向测量仪器移植的产物。近年来,随着迅猛发展的微计算机和微电子等技术渗透到测量和仪器领域,智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展,其概念内涵日益延拓。(4)虚拟仪器现代科学技术的飞速发展,高度自动化的工业化大生产迫切需要功能更强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器。计算机总线技术、软件技术及相关技术的发展,使计算机的作用超出了原有的范围,实现了许多原本由硬件完成的或者硬件不能胜任的功能,这标志着“软件即仪器”时代的到来。作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系统,虚拟仪器功能强、测试精度高、测试速度快、自动化程度高、人机界面优异、灵活性强[11]。,出现了基于大规模集成电路的微处理器,人们在其小体型、高效率、自动化等特点驱使下,开始对仪器仪表进行智能化改造。1973年,出现了内含微处理器的商品化测量仪器。到1975年,世界上约有近百种这类新型测量仪器仪表问世。内含微处理器的新型仪器集合了计算机技术和测控技术,具有了一定的人的智能特性,诸如数据记忆及处理、逻辑判断、自检验、自校正、灵活反应等功能,因此被人们称为智能仪器。20世纪80年代,NI公司提出了“虚拟仪器”的概念。虚拟仪器是虚拟现实技术在仪器仪表领域的重要应用。仪器软件系统所具有的通用性、通俗性、可视性、可扩展性和易升级性等特点,可方便用户快捷地构建测量环境。虚拟仪器的出现,加速了测量仪器的智能化进程。到了上世纪90年代,融合了3C技术的智能化现场总线仪器具有了通信接口,开始实现分布式的测量与控制。同期,多媒体技术被引入到智能仪器的构建,增强了智能仪器与人的交互。进入21世纪,智能仪器最大的进步特征是嵌入式系统的采用、与网络技术的有机结合、现代数学方法以及计算数学方法的更多利用。嵌入式系统在智能仪器构建上的采用,使智能仪器更加小型化,功能更全面,分析处理能力更强,可靠性进一步提高。为代表的计算机网络技术与智能仪器的结合,使得大范围的分布式测控成为现实,人们在任何时间、从任何地点获取测量信息成为可能。现代数学方法中的模糊数学、分形方法和现代数值计算方法在智能仪器建模中的应用,明显提高测量模型的精确度和计算效率,为仪器智能化决策水平提升奠定基础[8]。,首先必须获得被测量的信息,并且根据被测量信息的物理学特性,将其转换成容易处理或传输的电量信号,然后将电量信号所表示的信息进行变换或放大,再用指示仪或记录仪将信息显示或记录下来。有的测试系统还需要对信息进行处理,以获得反映实际被测量数值大小的测试结果。-1所示为微机内嵌式智能仪器的基本组成。系统采用总线结构,所有外设和存储器均挂在总线上,微处理器按地址对它们进行访问。这是典型的计算机结构。它与一般计算机的差别在于多了“测量电路”,同时,它与外界的通信,通常需通过IEEE-488接口进行[3]。图2-1微机内嵌式智能仪器的组成图2-2智能仪器的基本组成框图智能仪器的组成框图如图2-2所示[1]。,该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和