仪器仪表与测量技术的发展方向分析

中国教育装备采购网2015-10-12 14:51围观979次我要分享

  相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器,都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势,从而既增加了测量功能,又提高了技术性能。

  20世纪70年代以来,计算机、微电子等技术迅猛发展。在它们的推动下,同时也是为适应现代化工农业生产甚至战争的新需求,测量技术与仪器不断进步,相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其自动测试系统,计算机与现代仪器设备间的界限日渐模糊,测量领域和范围不断拓宽。近10年来,以Internet为代表的网络技术的出现以及它与其他高新科技的相互结合,不仅己开始将智能互联网产品带入现代生活,而且也为测量与仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇,网络化测量技术与具备网络功能的新型仪器应运而生。

  计算机、微电子、通信和网络等技术是网络化测量技术与仪器产生并迅速发展的强劲支撑

  计算机就是仪器

  自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测量和仪器仪表技术领域,便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器,都无一例外地利用计算机的软件和硬

  件优势,从而既增加了测量功能,又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后,更多的分析和处理工作都由计算机来完成,故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。近年来,新型微处理器的速度不断提高,采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术,又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。在数据采集方面,数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新,也有效地加快了数据采集的速率和效率。与计算机技术紧密结合,已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后,不难见,配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能,实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定,而是取决于其中存储器内装有软件的多少。从这个意义上可认为,计算机与现代仪器设备日渐趋同,两者间已表现出全局意义上的相通性。据此,有人提出了计算机就是仪器/软件就是仪器的概念。

  计算机就是测控系统的中坚

  总线式仪器、虚拟仪器等微机化仪器技术的应用,使组建集中和分布式测控系统变得更为容易。但集中测控越来越满足不了复杂、远程(异地)和范围较大的测控任务的需求,对此,组建网络化的测控系统就显得非常必要,而计算机软、硬件技术的不断升级与进步、给组建测控网络提供了越来越优异的技术条件。

  UNIx、WindowsNT、Windows2000、Netware等网络化计算机操作系统,为组建网络化测试系统带来了方便。标准的计算机网络协议,如OSI的开放系统互连参考模型RM、Internet上使用的TCP/IP协议,在开放性、稳定性、可靠性方面均有很大优势,采用它们很容易实现测控网络的体系结构。在开发软件方面,比如NI公司的labview和LabWindows/CVI,HP公司的VEE,微软公司的的VB、VC等,都有开发网络应用项目的工具包。软件是虚拟仪器开发的关键,如Labview和LabWindows/CVI的功能都十分强大,不仅使虚拟仪器的开发变得简单方便,而且为把虚拟仪器做到网络上,提供了可靠,便利的技术支持。LabWindows/CVI中封装了TCP类库,可以开发基于TCP/Ip的网络应用。Labview的TCP/IP和UDP网络VI能够与远程应用程序建立通信,其具有的Internet工具箱还为应用系统增加了E-mail、FTP和Web能力;利用远程自动化VI,还可对控制其他设备的分散的VI进行控制。Labview5.1中还特别增加有网络功能,提高了开发网络应用程序的能力。

  将计算机、高档外设和通信线路等硬件资源以及大型数据库、程序、数据、文件等软件资源纳入网络,可实现资源的共享。其次,通过组建网络化测控系统增加系统冗余度的方法能提高系统的可靠性,便于系统的扩展和变动。由计算机和工作站作为结点的网络也就相当于现代仪器的网络。计算机已成为现代测控系统的中坚。

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仪器仪表与测量技术的发展方向分析
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