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一、儀器儀表發(fā)展概況
50年代初期,儀器儀表取得了重大突破,數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問世,把模擬儀器的精度、分辨力與測量速度提高了幾個(gè)量級,為實(shí)現(xiàn)測試自動(dòng)化打下了良好的基礎(chǔ)。
60年代中期,測量技術(shù)又一次取得了進(jìn)展,計(jì)算機(jī)的引入,使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化,從個(gè)別電量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個(gè)系統(tǒng)的特征參數(shù),從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、?jì)算與顯示輸出,從用單個(gè)儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。
70年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表中的進(jìn)一步滲透,使電子儀器在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外,又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域(Datadomain)測試。
80年代,由于微處理器被用到儀器中,儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展,過去直觀的用于調(diào)節(jié)時(shí)基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤,選擇電壓電流等量程或功能的滑動(dòng)開關(guān),通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。測量系統(tǒng)的主要模式,是采用機(jī)柜形式,全部通過IEEE-488總線送到一個(gè)控制器上。測試時(shí),可用豐富的BASIC語言程序來高速測試。不同于傳統(tǒng)獨(dú)立儀器模式的個(gè)人儀器(Personalinstrument)已經(jīng)得到了發(fā)展。
90年代,儀器儀表與測量科學(xué)進(jìn)一步取得重大的突破性進(jìn)展。這個(gè)進(jìn)展的主要標(biāo)志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.微電子技術(shù)的進(jìn)步將更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計(jì);
2.DSP芯片的大量問世,使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強(qiáng);
3.微型機(jī)的發(fā)展,使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力;
4.圖像處理功能的增加十分普遍;
5.VXI總線得到廣泛的應(yīng)用。
二、國外儀器儀表發(fā)展特點(diǎn)
1.新技術(shù)的應(yīng)用
目前普遍采用EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)、CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAT(計(jì)算機(jī)輔助測試)、DSP(數(shù)字信號處理)、ASIC(集成電路)及SMT(表面貼裝技術(shù))等。
2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化
注重性能價(jià)格比。在重視儀器開發(fā)的同時(shí),注重和量大面廣產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。
注重系統(tǒng)集成,不僅著眼于單機(jī),更注重系統(tǒng)、產(chǎn)品軟化,隨著各類儀器裝上了CPU,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化后,軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力。今后的儀器歸納成一個(gè)簡單的公式:儀器=AD/DA+CPU+軟件,AD芯片將模擬信號變成數(shù)字信號,再經(jīng)過軟件處理變換后用DA輸出。
3.產(chǎn)品開發(fā)準(zhǔn)則發(fā)生了變化
從技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動(dòng),從一味追求高精尖轉(zhuǎn)為"恰到好處"。開發(fā)一項(xiàng)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)則是,用戶有明確的需求;能用Z短的開發(fā)時(shí)間投放市場;功能與性能要恰到好處;產(chǎn)品開發(fā)準(zhǔn)則的另一變化是收縮方向,集中優(yōu)勢。
4.生產(chǎn)技術(shù)注重專業(yè)生產(chǎn),不搞大而全
生產(chǎn)過程采用自動(dòng)測試系統(tǒng)。目前多以GP-IB儀器組建自動(dòng)測試系統(tǒng)。生產(chǎn)線上盡是一個(gè)個(gè)大的測試柜,快速地進(jìn)行自動(dòng)測試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印出結(jié)果。
三、國外儀器儀表發(fā)展趨勢
工業(yè)自動(dòng)化控制儀表主要包括變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備,控制儀表從基地式調(diào)節(jié)器(變送、指示、調(diào)節(jié)一體化的儀表)開始,經(jīng)歷了氣動(dòng)、電動(dòng)單元組合儀表到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DDC),直至今日的分散控制系統(tǒng)DCS。DCS已經(jīng)走過了20多年的里程,DCS以其高度的可靠性、強(qiáng)大而易于擴(kuò)充的功能、漂亮的圖形界面、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法、開放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點(diǎn),得到迅速的發(fā)展,成為計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。PLC以其結(jié)構(gòu)緊湊、功能簡單、速度快、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),迅速獲得廣泛應(yīng)用,已成為與DCS并駕齊驅(qū)的另一種主流工業(yè)控制系統(tǒng)。目前以PLC為基礎(chǔ)的DCS發(fā)展很快,PLC與DCS相互滲透、相互融合、相互競爭,已成為當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
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