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儀器儀表的四大發(fā)展階
儀器儀表是信息的源頭, 是人類獲取有關(guān)自然界知識、認識世界的重要工具。信息高速公路作為信息社會的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),奠定了它在人與自然的邏輯關(guān)系中的橋梁和紐帶的地位。測試儀器位于信息高速公路與自然之間的環(huán)域, 是信息高速公路中信息的重要來源。
縱觀儀器技術(shù)的發(fā)展，其歷經(jīng)了的主要階段有：模擬儀器、 數(shù)字儀器、 智能儀器和虛擬儀器。
(1)模擬儀器:20世紀50年代以前, 電測量技術(shù)主要是模擬測量, 此類儀器的基本結(jié)構(gòu)是電磁機械式, 主要是借助指針來顯示測量結(jié)果。
(2)數(shù)字儀器:20 世紀50年代, 數(shù)字技術(shù)的引入和集成電路的出現(xiàn), 使電測儀器由模擬式逐漸演化為數(shù)字式。
其特點是將模擬信號測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號測量, 并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果, 適用于快速響應和較高準確度的測量。 這類儀器目前相當普及, 如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計等。
(3)智能儀器:出現(xiàn)于20 世紀70年代, 是現(xiàn)代測試技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它是含有微計算機或微處理器的測試儀器, 測量結(jié)果具有存儲、運算、邏輯判斷及自動操作、自動控制等功能, 即具有一定智能作用, 故將其稱之為“ 智能儀器” 。
智能儀器將傳統(tǒng)數(shù)字儀器中控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)采集與處理、自調(diào)零、自校準、自動調(diào)節(jié)量程等功能改由微處理器完成, 從而提高測量精度和速度。
(4)虛擬儀器:這一概念早在20世紀70年代就已提出,但真正得以實現(xiàn)則是在PCI、 GPIB、VXI、PXI等總線標準出現(xiàn)之后才變?yōu)榭赡? 并隨著卡式儀器、VXI總線儀器、PXI總線儀器等的推出而得到迅速發(fā)展。
虛擬儀器是在計算機基礎(chǔ)上通過增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、 具有可視化界面的儀器。
虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術(shù)與儀器技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,軟件在儀器的開發(fā)和使用的全過程中起著至關(guān)重要的作用, 可以說沒有了軟件就沒有虛擬儀器。 它基于 “軟件就是儀器” 的思想, 利用新的計算機技術(shù)來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能,真正實現(xiàn)由用戶自己設(shè)計和定義滿足自己特殊要求的儀器。
至今，儀器儀表的應用范圍已經(jīng)非常廣泛，并正從化學成分分析、物理量檢測、機械量測量、天文地理觀測、工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制、產(chǎn)品質(zhì)量測控等傳統(tǒng)應用領(lǐng)域，進一步向生物醫(yī)學、生物工程、生態(tài)環(huán)境等非傳統(tǒng)應用領(lǐng)域擴大。同時，隨著新世紀高分子化學、分子生物學、生命科學、臨床醫(yī)學、藥學、材料學、環(huán)境監(jiān)測與控制等高新科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儀器儀表的應用領(lǐng)域還將獲得更為迅速的的拓展。現(xiàn)代科技的進步，使儀器儀表的應用領(lǐng)域越來越廣闊，越來越深入。這一切，無疑為儀器儀表的進一步發(fā)展提供了強大動力，并展示了光明的前景。