模塊化智能儀器儀表檢測平臺探討

汪善盛 韓瑞

摘 要：儀器儀表是制造業(yè)發(fā)展的重要組成環(huán)節(jié)，其在產(chǎn)品制造與生產(chǎn)中，是發(fā)現(xiàn)并解決隱性質(zhì)量問題的基礎(chǔ)保障，可以說儀器儀表的快速發(fā)展，能極大的提高新時代制造業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)能和質(zhì)量安全問題，有利于推動制造行業(yè)的發(fā)展。隨著我國信息技術(shù)在近年來的迅猛發(fā)展，儀器儀表行業(yè)也有了技術(shù)上的革新發(fā)展，模塊化智能儀器儀表檢測平臺的科研成果，就是儀器儀表行業(yè)在新時代的代表，本文通過分析當前模塊化智能儀器儀表的研究現(xiàn)狀，對模塊化智能儀器儀表檢測平臺的科研思路進行探討，旨在推動我國模塊化智能儀器儀表檢測平臺的科研進度，以此來滿足我國制造業(yè)市場的需求。

關(guān)鍵詞：模塊化;智能儀器儀表;檢測平臺;科研思路

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）23-0065-02

模塊化智能儀器儀表技術(shù)，是一種能加快制造業(yè)產(chǎn)品開發(fā)速度，控制產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的先進技術(shù)表現(xiàn)，能使產(chǎn)品生產(chǎn)變得更加的簡潔，從而提高相關(guān)制造企業(yè)的整體效益，并為社會各方也提供更全面的產(chǎn)品支持。隨著近年來我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，以智能化為引領(lǐng)的模塊化儀器儀表檢測平臺科研受到了多方面的關(guān)注，如果模塊法儀器儀表科研成功，那么以往依靠人力的產(chǎn)品控制現(xiàn)象將不再出現(xiàn)，利用好模塊智能化，能極大的提高我國制造領(lǐng)域的產(chǎn)能，從而為建設(shè)社會主義現(xiàn)代化社會提供更多的支持。

1 模塊化智能儀器儀表檢測平臺研究現(xiàn)狀

1.1 模塊智能化設(shè)計原則

產(chǎn)品設(shè)計需要滿足市場的實際需求，才能使相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)獲得產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，因此在對產(chǎn)品進行模塊化設(shè)計時，必須立足于當?shù)氐氖袌鲈斍椋x擇適當?shù)哪K并利用好組合功能，以此來創(chuàng)造出一系列的不同市場需求的產(chǎn)品。正是由于產(chǎn)品所需的獨特性，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，需要針對不同類型的產(chǎn)品進行個性化定制，而這就需要獲得足夠的設(shè)計資源。在產(chǎn)品設(shè)計中，常通過網(wǎng)絡(luò)渠道爬取大量的個性數(shù)據(jù)，這是由于用戶在定制不同的個性產(chǎn)品時，同時會在網(wǎng)絡(luò)上留下自己的痕跡，這些痕跡信息能最大化反映出用戶的產(chǎn)品偏好，將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到模塊智能化設(shè)計中，能有效爬取不同用戶的個性產(chǎn)品需求，從而在用戶進行產(chǎn)品設(shè)計時，將他們的偏好內(nèi)容推薦給用戶，做到智能化和個性化的有效服務(wù)，這種將傳統(tǒng)用戶找信息的方法轉(zhuǎn)變成信息主動找人模式的智能化應(yīng)用，就是當前模塊化智能儀器儀表的研究設(shè)計原則，基于這種數(shù)據(jù)信息的合理利用，能有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)的實際效率，提高企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)效益。

1.2 測量尺度的變化

科學技術(shù)的發(fā)展進步，對測量領(lǐng)域產(chǎn)生了極大的影響，各種新型計量成果的出現(xiàn)，也在一定程度上推動了傳感器的創(chuàng)新發(fā)展，對測試計量器等儀器的測量精準也產(chǎn)生了積極的作用，在當前時代，測試計量技術(shù)的新特點能有效應(yīng)用到模塊化智能儀器儀表的研發(fā)中。隨著測試計量技術(shù)的發(fā)展，原本普通機械零件的加工精度從0.1mm已經(jīng)提高到0.001mm這一級別，幾何精度也已經(jīng)從原本的1μm提高到0.01-0.001μm，這種測量精度的倍數(shù)提高，直接使相關(guān)的設(shè)計研究獲得了極大的設(shè)計自由，加快了模塊化智能儀器檢測平臺的研究進度。同時這種測試計量的發(fā)展還將隨著技術(shù)發(fā)展不斷提高，這就使得人們能更加清晰的認識到微觀世界的美妙，甚至超越納米這個量級。

1.3 智能儀表的故障診斷

智能儀表是以單片機作為基礎(chǔ)的一種儀器，其本身擁有簡單的故障檢測功能，對自身的故障形式進行診斷。通常情況下，智能儀表的檢測過程就是對該儀表進行通電，如果儀器正常運行則沒有故障，當儀器顯示錯誤代碼時，就代表儀器發(fā)生了相應(yīng)的故障，這時只需從智能儀表的說明書中對照錯誤代碼找到問題所在，大致就能判斷出儀器故障的類型，從而“對癥下藥”，進行有效修復(fù)。當然，不同儀器其錯誤代碼的表現(xiàn)形式也不相同，所以要準確對照不同的儀器說明書，以此來保證智能儀表的自我診斷正確性。

1.4 智能儀表的生產(chǎn)標準

不同智能儀表的生產(chǎn)是為了滿足不同制造企業(yè)的實際制造需求，而企業(yè)在進行產(chǎn)品生產(chǎn)時，既希望借助智能儀表來進行產(chǎn)品批量生產(chǎn)，盡量縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，又需要使產(chǎn)品具有個性化特點，來滿足市場與用戶不同的使用需求，這就對智能儀表提出了更高的要求。需要在智能儀表的設(shè)計中，做好產(chǎn)品標準化、定制化與普適性等產(chǎn)品生產(chǎn)因素的平衡，滿足不同產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的實際生產(chǎn)需求。

2 模塊化智能儀器儀表檢測平臺的科研思路探究

2.1 要以適應(yīng)市場和用戶的需求為出發(fā)點

利用模塊的自由組合功能，智能儀器儀表能組裝成各種形式的產(chǎn)品，根據(jù)用戶的個性需求為進行產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)，在這一階段，不同模塊都有著標準的連接和輸入就扣，這為模塊化智能儀器儀表的研究能最大化滿足不同企業(yè)與用戶對產(chǎn)品批量制造的各種生產(chǎn)要求，優(yōu)化制造行業(yè)的實際工作效率。因此，在設(shè)計模塊化智能儀器儀表建成平臺時，要隨時把握好市場需求信息，從用戶的實際需求入手進行智能儀器功能的調(diào)整和優(yōu)化，從而使產(chǎn)品定制生產(chǎn)普遍化，產(chǎn)品批量生產(chǎn)高效化，有效解決當前制造行業(yè)存在的這兩大矛盾點。同時在生產(chǎn)實際上，需要借助模塊化的組合功能將不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)清晰化，這樣更容易使用戶明確產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點與實際功能，從而讓人們輕松的從整體上了解各種產(chǎn)品的特點，覺得物有所值，以此來推動各制造企業(yè)的產(chǎn)品推廣，一方面能提高制造行業(yè)的生產(chǎn)效益，另一方面也能在更明確的用戶需求下對模塊化智能儀器的復(fù)雜化進行有效管理。為了適應(yīng)市場需求，部分企業(yè)會在產(chǎn)品生產(chǎn)中，對不同需求的市場進行有效分類，并借助模塊化智能產(chǎn)品的設(shè)計，分別對更多種類的消費市場進行全面覆蓋，已達到最大化企業(yè)效益的目的，因此，在進行智能儀器研究設(shè)計時，必須要借助大數(shù)據(jù)應(yīng)用，對市場情況進行實時分析，這是產(chǎn)品智能化所具有的優(yōu)勢，同時結(jié)合模塊化特點，可以很好的為企業(yè)和用戶所服務(wù)。

2.2 信息處理分析系統(tǒng)的重要性

模塊化智能儀器儀表平臺的研究，是為了促進產(chǎn)品設(shè)計與產(chǎn)品生產(chǎn)之間的聯(lián)系，在保證充分聯(lián)系的情況下提供更多種產(chǎn)品設(shè)計選擇，這是模塊化智能儀器研究的初衷，也是為了解決制造業(yè)定制化和批量化兩者矛盾的最佳解決途徑，只要能通過互聯(lián)網(wǎng)平臺化與模塊化的智能儀器加強產(chǎn)品個性定制與生產(chǎn)之間的聯(lián)系，就能極大的提高整體制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)品特點，從而加快制造行業(yè)的發(fā)展腳步?；诖?，在進行模塊化智能儀器儀表設(shè)計中，必須要重視對不同信息的收集和處理，因此信息處理分析系統(tǒng)是智能儀器設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，這就要求在進行信息處理分析系統(tǒng)設(shè)計時，要根據(jù)實際需求對不同硬件設(shè)施和系統(tǒng)進行重新替換和設(shè)計。然而，在現(xiàn)實工作中，這部分設(shè)計內(nèi)容往往會面臨一些問題，影響到實際的工作實際，首先由于設(shè)計人員的個人設(shè)計素養(yǎng)或者研究設(shè)計時間有限性，導(dǎo)致這部分工作無法正常進行，很容易導(dǎo)致儀器儀表的“去智能化”，不能很好的為企業(yè)和用戶服務(wù)，從而達不到實際的研究要求。其次，元件采購與檢測方面出現(xiàn)的問題，也有可能影響到模塊化儀器的最終使用效果，比如采購劣質(zhì)零件，或者零件質(zhì)檢不達標等。這是由于現(xiàn)實研究中存在的各方面原因，給模塊化智能儀器的研發(fā)造成了很大的阻力，延長了研發(fā)時間，因此，解決這些實際問題，是保證信息處理分析系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵，也是整個模塊化儀器實際商用的前提條件。

2.3 模塊化智能儀器儀表的拓展性研發(fā)

在對智能儀器進行實際設(shè)計時，常為遇到一些思考性問題，如產(chǎn)品各系統(tǒng)中，除信息處理系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)基本保持相同。為了有效解決這一問題，就對當前的科研工作者提出了更高的要求，即在進行模塊化智能儀器儀表檢測平臺設(shè)計中，對其功能進行拓展研究，將各個系統(tǒng)的功能平臺化，從而使用戶能更明確的了解各系統(tǒng)中的不同功能，提高用戶的產(chǎn)品使用體驗，使模塊化智能儀器更好的實現(xiàn)自身的使用價值。

在模塊化智能儀器儀表的檢測平臺中，要在不同模塊之間建立數(shù)據(jù)接口，為它們創(chuàng)建聯(lián)系，利用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的約定，來進行多樣數(shù)據(jù)的高效傳輸，使模塊化儀器更好的發(fā)揮自身的實際職能，同時借助這些數(shù)學傳輸協(xié)議，也可以提高對檢測平臺的控制效果，從而保障模塊化智能儀器平臺的安穩(wěn)運行。因此，在對不同模塊進行有效設(shè)計時，必須要考慮好模塊產(chǎn)品的標準化和系列化問題，同時還要注重對不同模塊系統(tǒng)的功能進行設(shè)計拓展，以此來保證模塊化智能儀器儀表的使用有效性和便利性特點。第一，在進行模塊數(shù)據(jù)聯(lián)系設(shè)計時，需要相關(guān)設(shè)計者立足于生產(chǎn)實際與市場的需求特點，進行選擇性設(shè)計，例如采用的通信接口是應(yīng)用RS232還是RS485效果很好，只有對各種元件的合理選擇，才能使最終的模塊化智能儀器的使用功能更加優(yōu)異，質(zhì)量更加有保障。第二，在進行電源設(shè)計時，科研工作者要充分認識到電源設(shè)計的重要性，只有輸電穩(wěn)定，才能保證產(chǎn)品使用上的安全性和穩(wěn)定性，減少故障發(fā)生的幾率。因此，在設(shè)計研究中，既要保證一個優(yōu)秀的電源輸出指標，一般以220V為主，還有保證模塊化智能儀器與電源輸入有良好的適配性，這是確保模塊化智能儀器安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件之一，同時還應(yīng)該將電源用電系統(tǒng)與各模塊系統(tǒng)相互獨立，以便保證電源系統(tǒng)能保持一個穩(wěn)定的電壓，避免影響到實際的生產(chǎn)實際。第三，主機系統(tǒng)模塊的設(shè)計，由于模塊化智能儀器儀表的主機系統(tǒng)采用的是當前運行速度較快的單片機，工作效率高，這時就需要在整體系統(tǒng)上保留足夠大的儲存空間，便于數(shù)據(jù)的及時分析和應(yīng)用，這這是提高模塊化智能儀器儀表檢測平臺有效性的最終保障途徑。

3 結(jié)語

綜上所述，在新時代中，測試計量系統(tǒng)隨著新理論、新方法的提出，在測量精度上有著跨越式的進步，這為實現(xiàn)儀器儀表檢測方法在多樣、復(fù)雜、個性化的設(shè)計發(fā)展上實現(xiàn)突破奠定了優(yōu)秀的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，再加上近年來我國科學技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器儀表檢測正在向模塊化、智能化、平臺化方向發(fā)展，利用模塊智能化特點，實際解決制造業(yè)的個性定制與批量生產(chǎn)之間的矛盾，實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣個性化的生產(chǎn)模式，更加符合產(chǎn)品市場與用戶的實際使用需求，可以說模塊化智能儀器儀表檢測平臺的科研探究，對我國市場經(jīng)濟的發(fā)展有巨大的意義。

參考文獻

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