儀器儀表智能化進展

劉晴陽

摘 要：本文對儀器儀表智能化的概念進行了闡述，并以此為理論基礎，對于儀器儀表智能化的進展分為三個方面進行了探討和分析，包括計算機技術、微電子技術以及人工智能技術。同時結合筆者的實際經驗，對于儀器儀表智能化的未來發展進行了展望。

關鍵詞：儀器儀表；智能化；進展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.130

1 儀器儀表智能化的概念

所謂智能化，就是隨著外界條件的變化而做出一種正確反應的能力。這里所說的智能化，是一種利用計算機收集信息、處理信息、理解信息和選擇信息來進行智能工作的方式。智能化也是信息技術發展的最高層次。而我們這里所說的儀器儀表智能化只能定義為智能技術的初級階段，其實就是指把儀器儀表與計算機、微電子技術以及人工智能等現代科技結合起來。

2 儀器儀表智能化的進展分析

2.1 計算機技術對于儀器儀表智能化的推動

當今的計算機技術發展的非常迅速，計算機中央處理器的處理速度也在飛速的升級，很多科學家都認為計算機中央處理器在未來幾年將會發展的更加迅速。目前來看，計算機的處理能力發展趨勢主要有圖像信息、視頻信息以及寬帶信息這幾種，計算機的處理能力提升也著重在這幾方面進行提升。隨著計算機軟件系統和硬件的飛速革新和升級，儀表儀器智能化的發展必然會受到其非常大的影響。

另外，計算機的人機交互能力在這些年也得到了長足的發展，原始的人機交互是依靠文字和字符來進行交互，后來又可以通過多媒體信息來進行人機交互，目前可以發展到了通過虛擬現實的方式來進行人機交互。隨著虛擬現實交互信息方式的出現，通過這種在計算機中營造出的三維模擬現實環境，從根本上改變了人類以往的思維方式。隨著虛擬現實交互信息技術的普及和推廣，將會給儀表儀器智能化帶來非常大的推動作用[1]。

2.2 微電子技術對于儀器儀表智能化的推動

微電子技術是從上個世紀七十年代開始發展的，到了九十年代，微電子技術已經進入了一個穩步提升的階段。目前來看，電子芯片的線寬已經達到了0.35亞微米到0.25亞微米。隨著線寬的逐漸縮小，以往的一個儀器儀表的機箱，如今都可以縮小到一塊芯片上。這種微電子技術的迅速發展，無疑會極大的推動儀表儀器智能化的發展。近些年來，微電機技術的發展速度已經大大超過了當初的預期，根據摩爾定律，在今后的十年當中，微電子技術還會得到更大的發展，并且發展速度更加迅猛。毫無疑問，微電子技術的大力發展必然會極大的推動儀器儀表智能化的發展[2]。

當前來看，專用集成電路ASIC不管是在集成度方面還是在生產速度和價格方面都因為微電子技術的發展得到了極大的提升，這種提升對于儀器儀表智能化來說是具有極大意義的。目前這種ASIC，可以通過用戶來進行定制，從而利用CAD直接在芯片上制造最先進的儀器儀表智能化系統。這種儀器儀表的系統制作方式，不但用時短，并且設計間接，極大的提升了集成度[3]。

另外，還有一種數字信號處理器DSP，這種處理器的發展速度非常迅速，目前已經成為了計算機硬件系統以及家電產品和網絡設備非常重要的組成部分，這種數字信號處理器目前也是儀器儀表的重要組成部件。隨著近些年DSP的迅速發展，其在運行速度上和體積上都得到了極大的升級，最新提出了DSPS概念，通過DSP技術與ASIC以及軟件開發工具等相結合，集成為一個新的系統。DSPS這種新概念的產生，無疑會對儀器儀表智能化產生非常大的推動效果[4]。

2.3 人工智能技術對于儀器儀表智能化的推動

在上個實際七十年代，隨著測試技術的大力發展，數學與測試技術進行融合，從而誕生了分析統計學。這種分析統計學不但可以設計合理的測量分析過程，同時可以進行處理巨大規模的信息。這種科學對于儀器儀表和人工智能相結合提供了前提條件。目前來看，人工智能技術屬于一種計算機程序，它可以通過積累的經驗與只是來進行具體行為的決策，并且擁有非常強大的處理問題能力。通過人工智能和數據庫的結合，人工智能可以賦予儀器儀表更加強大的功能，以往通過人工方式很難得到解決或者根本不能解決的問題，如今可以通過人工智能與儀表儀器相結合的方式很容易的來進行解決。從這一點上來看，人工智能對于儀表儀器智能化的發展是具有非常大的推動作用的。

3 儀器儀表智能化的展望

多功能是儀器儀表智能化的一個發展趨勢，例如通過結合一些先進的數字系統可以制造出一些性能上更高，并且具有多功能、高準確度的綜合性儀器儀表產品。這種產品不但在應用效果上更好，同時成本也更加低廉。另外，與微處理器為核心的儀器儀表設備也是當前的一個主要發展趨勢，它同時具有軟件和硬件的調試功能，并且更新和升級的速度非常迅速。除此之外，隨著儀器儀表智能化的發展，頻域測量和時域測量已經被證明不適合與計算機技術相結合，所以，數據域測試儀器已經進入了人們的視野。這種技術的使用方式和設計技術都十分的復雜，但是隨著技術的升級和更新，這種儀器可以實現現場測試操作，并且操作機器簡單。

4 結束語

總的來說，計算機技術、微電子技術以及人工智能技術必將推動儀器儀表智能化的發展，而儀器儀表智能化的發展也將會給人類的科學研究和生產帶來非常有利的影響。本文通過對于儀器儀表智能化概念的闡述，以及儀器儀表智能化的進展和展望進行探討和分析，希望可以促進儀器儀表智能化的發展。相信在未來的10年，儀器儀表智能化必將得到突破性的進展。

參考文獻：

[1]宋慧欣.儀器儀表智能化漸成趨勢[J].自動化博覽，2012（10）：46-47.

[2]朱海龍，高華.儀器儀表的智能化與科技創新[J].才智，2013（25）：223.

[3]劉博.淺析儀表的智能化發展趨勢[J].科技致富向導，2013（17）：228.

[4]李菊.淺談工業儀表與裝置智能化網絡化[J].科技與企業，2013（09）：113.