測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)綜述與前景(已改無(wú)錯(cuò)字)
2024-10-28 15 本頁(yè)面
【正文】 期間國(guó)家陸續(xù)建立了一批大型骨干工業(yè)企業(yè)和國(guó)防工業(yè)，而這些企業(yè)中必須配備大量的儀器儀表。日前，國(guó)內(nèi)測(cè)控行業(yè)的整體水平和國(guó)外有著很大差距。我國(guó)儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品絕大多數(shù)是屬于中低檔水平，隨著國(guó)際上智能化、數(shù)字化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，這種差距還繼續(xù)加大。要提升國(guó)內(nèi)制造業(yè)的整體水平，必須提高測(cè)控行業(yè)的整體水平。國(guó)內(nèi)測(cè)控行業(yè)和國(guó)外的差距主要表現(xiàn)在兩個(gè)層而上：一是在先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)上，另一個(gè)是成熟技術(shù)的應(yīng)用和推廣上。而近10年來(lái)，以Internet為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)以及它與其他高新科技的相互結(jié)合，不僅己開(kāi)始將智能互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品帶入現(xiàn)代生活，而且也為 測(cè)量與儀器技術(shù)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展空間和機(jī)遇，網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量技術(shù)與具備網(wǎng)絡(luò)功能的新型儀器應(yīng)運(yùn)而生。二 發(fā)展趨勢(shì)測(cè)控技術(shù)廣泛應(yīng)用十國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的電信、民航、石油、化工等許多領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)著測(cè)控技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化、分布性和開(kāi)放性的方向發(fā)展。這種發(fā)展趨勢(shì)使測(cè)控系統(tǒng)功能的擴(kuò)展更加靈活，性能不斷提高，使用更加簡(jiǎn)便。計(jì)算機(jī)、微電子、通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量技術(shù)與儀器產(chǎn)生并迅速發(fā)展的強(qiáng)勁支撐。自從迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)滲透到測(cè)量和儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，便使該領(lǐng)域的面貌不斷更新。相繼出現(xiàn)的智能儀器、總線儀器和虛擬儀器等微機(jī)化儀器，都無(wú)一例外地利用計(jì)算機(jī)的軟件和硬件優(yōu)勢(shì)，從而既增加了測(cè)量功能，又提高了技術(shù)性能。由于信號(hào)被采集變換成數(shù)字形式后，更多的分析和處理工作都由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，故很自然使人們不再去關(guān)注 儀器與計(jì)算機(jī)之間的界限。近年來(lái)，新型微處理器的速度不斷提高，采用流水線、RISC結(jié)構(gòu)和cachE等先進(jìn)技術(shù)，又極大提高了計(jì)算機(jī)的數(shù)值處理能力和速 度。在數(shù)據(jù)采集方面，數(shù)據(jù)采集卡、儀器放大器、數(shù)字信號(hào)處理芯片等技術(shù)的不斷升級(jí)和更新，也有效地加快了數(shù)據(jù)采集的速率和效率。與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，已是當(dāng)今儀器與測(cè)控技術(shù)發(fā)展的主潮流。對(duì)微機(jī)化儀器作一具體分析后，不難見(jiàn)，配以相應(yīng)軟件和硬件的計(jì)算機(jī)將能夠完成許多儀器、儀表的功能，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái) 多功能的通用測(cè)量?jī)x器。這樣的現(xiàn)代儀器設(shè)備的功能已不再由按鈕和開(kāi)關(guān)的數(shù)量來(lái)限定，而是取決于其中存儲(chǔ)器內(nèi)裝有軟件的多少。從這個(gè)意義上可認(rèn)為，計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代儀器設(shè)備日漸趨同，兩者間已表現(xiàn)出全局意義上的相通性。與此同時(shí)同時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已越來(lái)越成為測(cè)控技術(shù)滿足實(shí)際需求的關(guān)鍵支撐。當(dāng)今時(shí)代，以Internet為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的日益完善，突破了傳統(tǒng)通信方式的時(shí)空限制和地域障礙，使更大范圍內(nèi)的Internet擁有的硬件和軟件資源正在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，比如電子商務(wù)、網(wǎng)上教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制、高檔測(cè)量?jī)x器設(shè)備資 源的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)用，遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷，等等。與此同時(shí)，高性能、高可靠性、低成本的網(wǎng)關(guān)、路由器、中繼器及網(wǎng)絡(luò)接口芯片等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的不斷進(jìn)步，又方便 了Internet、不同類型測(cè)控網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。利用現(xiàn)有Internet資源而不需建立專門的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，使組建測(cè)控網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)以及它 們與Internet的互聯(lián)都十分方便，這就為測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的普遍建立和廣泛應(yīng)用鋪平了道路。三 技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的特點(diǎn)可以概括為：智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、分布式化。1 智能化 現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)中應(yīng)用的儀器儀表都是智能化的儀器，以微處理器為基礎(chǔ)，具有方便使用、靈巧、多功能等特點(diǎn)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和更多的人工智能的不斷引入，智能化儀器的計(jì)算能力和計(jì)算方法將得到大大增強(qiáng)。2 數(shù)字化 數(shù)字化在測(cè)控領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：控制器到遠(yuǎn)程終端設(shè)備的數(shù)字化控制，傳感器的數(shù)字化控制，通信、信號(hào)處理等過(guò)程的數(shù)字化控制等。3 網(wǎng)絡(luò)化 傳感器技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，使分布式、網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)的組建變得十分便捷。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展及其他相關(guān)技術(shù)的不斷完善，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模更加龐大，其在航空航天、氣象、通信和國(guó)防等領(lǐng)域的應(yīng)用也更為廣泛。分布式化 分布式測(cè)控技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)術(shù)為基礎(chǔ)，采用分布式的結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)內(nèi)所使用設(shè)備連接起來(lái)，從而組合成符合要求的分布式測(cè)控系統(tǒng)。在生產(chǎn)過(guò)程的控制中，分布式測(cè)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量——控制——管理的全自動(dòng)化，大大降低了測(cè)控成本，提高了測(cè)控效率。四 應(yīng)用情況新型傳感器技術(shù) 傳感技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的高新技術(shù)之一。為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型傳感器逐漸融入了諸如計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù)，使其結(jié)構(gòu)更加完善，功能更加強(qiáng)大。新型傳感器技術(shù)
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