論述現(xiàn)代計量測試儀器的發(fā)展現(xiàn)狀

宋永順

摘 要：現(xiàn)代化計量測試儀器的應(yīng)用促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)的發(fā)展。本文主要研究國內(nèi)計量測試儀器的研究現(xiàn)狀，簡單的分析了此類設(shè)備的特點，問題和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：計量測試儀器 發(fā)展方向 發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號：TH71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0216-02

計量測試儀器標(biāo)志著人類社會的進(jìn)步與繁榮，是人們認(rèn)知世界，改造世界的重要工具?，F(xiàn)代這會工業(yè)生產(chǎn)的五大支柱是人、管理、原材料、工藝裝備和計量測試技術(shù)。在西方發(fā)達(dá)國家，計量測試儀器已經(jīng)被列為信息學(xué)科和信息產(chǎn)業(yè)，政府會從政策上給予支持。計量測試儀器雖然工業(yè)產(chǎn)值比較低，但是對國民經(jīng)濟(jì)的影響比較大。在未來，計量測試儀器在國防建設(shè)、社會生產(chǎn)和人們生活中將扮演越來越重要的作用。

1 計量測試儀器的基本概念

1.1 儀器儀表與計量測試的關(guān)系

儀器儀表在傳統(tǒng)的意義上的作用是實現(xiàn)各種物理、化學(xué)、生物量的數(shù)值化檢測。計量測試的概念包括：測量、計算，兩個方面的內(nèi)容。儀器儀表側(cè)重研究對測量原理、方法、工藝及其實現(xiàn)過程；計量測試側(cè)重被測量對象的觀測和對觀測信息進(jìn)行分析和加工處理。儀器儀表與計量測試二者之間相互依存，互相起到促進(jìn)的作用。

1.2 現(xiàn)代計量測試儀器的范疇

近年儀器儀表和計量測試技術(shù)在開發(fā)領(lǐng)域正日趨智能化，對傳感技術(shù)等信息的研究與處理也已經(jīng)處于迅速發(fā)展的階段，因此，在測量過程自動化、儀器功能以及智能信息處理，儀器和儀表在模仿人性化等方面有了很大的進(jìn)步。從宏觀的角度來看，現(xiàn)代測量儀器的概念與意義，早已不再是“儀表”，“測量”，“測試”等等的表面含義，它是以單片機(jī)為控制核心的“智能儀表”信息處理，PC是自動測試系統(tǒng)用于信息處理的核心，以及蓬勃發(fā)展的以多傳感器智能檢測為基礎(chǔ)的“專家系統(tǒng)”，多維度的豐富了智能檢測設(shè)備定義。

基于日益智能化的儀器儀表產(chǎn)品、逐步提高的自動化程度和不斷強(qiáng)化的信息處理能力，對人工操作的測量過程的以及手工計算測量數(shù)據(jù)的分析、加工、處理過程的依賴程度得以大幅度削減，直至被逐漸取代。

在過去相當(dāng)長一段時間里，以往很多的參數(shù)無法被取得，很多領(lǐng)域無法涉獵、觀測以及研究測試，而現(xiàn)代計量測試設(shè)備的飛速發(fā)展恰當(dāng)?shù)膹浹a(bǔ)了這一長久以來的不足，在測量領(lǐng)域和所得參數(shù)上正在逐步實現(xiàn)真正意義上的智能化，所取得的數(shù)據(jù)量已經(jīng)邁進(jìn)了大數(shù)據(jù)時代，自動搜集測量信號，自動調(diào)整測定值，自動調(diào)控與處理測量過程、自動處理測量結(jié)果等等，智能化的儀器儀表使這一切看似不可能的動作成為可能。

隨著時代推移，現(xiàn)代測量儀器的得到不斷發(fā)展，儀器儀表和計量測試已經(jīng)不可能再分離為兩個獨(dú)立的個體，原有的明確界限已經(jīng)極近模糊逐漸消失殆盡。

2 計量測試儀器的研究現(xiàn)狀

伴隨著創(chuàng)新型計量設(shè)備的不斷完善和科學(xué)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與促進(jìn)，計量測試儀器在其領(lǐng)域獲得了長足進(jìn)步，計量測試儀器研究工作的重點內(nèi)容則轉(zhuǎn)為儀器本身功能是否可以得到優(yōu)化及改善。相較以往的舊計量測試儀器的歷史數(shù)據(jù)參數(shù)，可以得知智能化計量測試儀器在傳統(tǒng)模式上已經(jīng)實現(xiàn)了突破，儀器儀表與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于實踐中，勢必會發(fā)揮更為重要的作用，彰顯其重要地位。實踐應(yīng)用使得附有自動檢測功能、自動分析功能及自動處理核心的計量信息的智能化計量測試模式的時效得以大幅度提升。

3 現(xiàn)代計量測試儀器的主要特點

3.1 智能化

現(xiàn)代計量測試儀器隨著信息技術(shù)不斷地發(fā)展，已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。智能檢測技術(shù)在現(xiàn)代化儀器設(shè)備使用的過程中扮演著重要的角色，在國內(nèi)現(xiàn)有的計量測試儀器工作機(jī)制中，是一種優(yōu)化的表現(xiàn)。計量設(shè)備的故障診斷問題和樣品檢測問題等多種問題可以通過智能檢測設(shè)備的使用得到有效的解決。由于現(xiàn)代計量測試儀器在使用中存在一定的依賴性，因此，在設(shè)備的實際應(yīng)用工作中，可以利用通信設(shè)備，存儲設(shè)備等等為計量測試設(shè)備提供一些輔助性的支持。在計量測試設(shè)備應(yīng)用環(huán)境的優(yōu)化工作中，良好的通信技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)將會起到促進(jìn)作用。計量測試儀器智能化的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，從計量測試儀器的量程選擇方面來看，相關(guān)操作人員可以在自動轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用之后，以信號的變化情況為參考，調(diào)整計量測試設(shè)備的量程。在一定程度上促進(jìn)了計量測試儀器的跟蹤檢測功能的發(fā)展。第二，從計量設(shè)備的故障診斷方面分析，和儀器的計量通道有關(guān)系的故障問題是現(xiàn)在計量測試設(shè)備在實際使用中產(chǎn)生的主要故障。第三，從現(xiàn)代計量測試儀器的使用效果方面來看，計量測試儀器的人性化服務(wù)功能通過報警功能和自動信息存儲功能的使用而得到了很大的提升。

3.2 通用化

從傳統(tǒng)設(shè)備的使用效果看來，計量工作的開展往往會受到零件參數(shù)的分散性的影響。在現(xiàn)代測量儀器中，有一些測量機(jī)制以計算機(jī)軟件為主，在一起程度上優(yōu)化了硬件工藝生成程序。這種以軟件為主的計量模式在調(diào)整零件參數(shù)問題和一些與計量工作有關(guān)的性能指標(biāo)要素的過程中，促進(jìn)了計量儀器自身的靈活性與擴(kuò)展性的優(yōu)化。多傳感器融合功能的發(fā)揮，可以使相關(guān)操作人員從不同角度入手，進(jìn)行測量結(jié)果的分析，保證數(shù)據(jù)的精確性。

3.3 高靈活性

傳統(tǒng)計量測試儀器的硬件檢測設(shè)備具有十分復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，因此，每個部分零件參數(shù)具有及較大的分散性。如果想要修改部分參數(shù)，就需要對元器件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，然而，現(xiàn)在的計量測試儀器是以軟件為工作重心的，可以很方便的對各項功能和性能指標(biāo)進(jìn)行修改，它的通用化程度和靈活擴(kuò)展能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過的傳統(tǒng)計量測試儀器。

3.4 多參數(shù)檢測與信息化技術(shù)的融合

現(xiàn)代計量測試設(shè)備有多個測量通道，可以使用計算機(jī)對不同通道進(jìn)行控制。這樣可以實現(xiàn)儀器在不同地點和時間的多次測量工作。然后模仿人類自身的信息綜合加工能力實現(xiàn)計量測試儀器的多傳感器信息融合。

4 現(xiàn)代計量測試儀器的發(fā)展方向

信息化技術(shù)在計量儀器中的使用越來越多，在將來，現(xiàn)代計量測試儀器發(fā)展的方向是高可靠性，高智能化。

（1）測量儀器的工作性能隨著數(shù)據(jù)處理方法的不斷升級現(xiàn)代數(shù)據(jù)融合技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模糊信息處理技術(shù)在計量測試儀器中的使用而得到了很大的提升。比如，將傳感器與溫度自動測試儀器利用融合技術(shù)進(jìn)行連接，提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性，保證工作質(zhì)量。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有學(xué)習(xí)能力，記憶能力，聯(lián)想能力，跟人相似，具有比較靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及權(quán)重自適應(yīng)性?？梢栽谟嬃繙y試儀器的故障診斷工作中廣泛的使用。模糊信息處理技術(shù)的特點是簡單，方便，比較容易進(jìn)行邏輯計算，可以將該技術(shù)運(yùn)用在智能傳感器和智能儀器上。

（2）計量測試儀器的智能化進(jìn)一步升級，在未來的發(fā)展中，指令功能會越來越強(qiáng)大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的語言能力。圖形指令進(jìn)一步的豐富，軟件設(shè)計越來越簡化，儀器的實用性不斷的提升。使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以降低硬件的成本，提升測量儀器的功能。隨著計算機(jī)技術(shù)發(fā)展越來越迅速，計量測試儀器的智能化程度也越來越高，現(xiàn)代計量測試儀器的智能化和系統(tǒng)可靠性要靠智能傳感器、控制器、數(shù)字信號處理器、數(shù)字電位器等多個零件的協(xié)同發(fā)展來實現(xiàn)。

5 結(jié)語

工藝生產(chǎn)工作中使用十分廣泛的設(shè)備就是計量測試儀器，現(xiàn)代計量測試儀器跟傳統(tǒng)的計量測試儀器相比，在測量速度上有了很大的提升，測量的準(zhǔn)確性也比傳統(tǒng)儀器精確很多，在故障排查方面也取得了很大的進(jìn)步。隨著科技發(fā)展，新型計算機(jī)技術(shù)，交叉學(xué)科的深入，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，都給計量測試儀器的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，在將來，計量測試儀器的發(fā)展方向就是數(shù)據(jù)處理智能化，標(biāo)準(zhǔn)化。先進(jìn)的計量測量儀器，將為工業(yè)生產(chǎn)提供高效靈活的生產(chǎn)方式。因此，我們應(yīng)該積極的探索新技術(shù)，積極進(jìn)行計量測量儀器的研究工作，為社會產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供自己的一份力量。

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