現(xiàn)代計量測試儀器特點分析與發(fā)展趨勢探討

郭秀媛

摘要：計量測試儀器在某種程度上可以看作是人類社會的進步與繁榮的標(biāo)志，是人類認(rèn)知和改造世界必不可少的工具。人、管理、原材料、工藝裝備和計量測試技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的五大支柱。在西方的一些發(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)，政府給予較大的支持。計量測試儀器對于國民經(jīng)濟具有較大的影響。所以，相關(guān)研究人員應(yīng)該不斷加深對計量測試儀器的研究，使其發(fā)揮出更大的作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代計量測試儀器;特點;發(fā)展方向

如今，隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型的計量測試儀器層出不窮，推動著我國測試計量儀器的快速進步。現(xiàn)代測試計量技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，其所呈現(xiàn)出測量儀器的作用更加重要，各種新計量測試儀器的出現(xiàn)，使得儀器設(shè)備的精確度、自動化水平得到了有效提升，功能也得到了有效的拓展。文章主要研究了現(xiàn)代計量測試儀器的特點與發(fā)展方向。

1.計量測試儀器的相關(guān)概述

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，起到互相促進的作用。

1.2現(xiàn)代計量測試儀器的范疇

近年來，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，所以，在測量過程自動化、儀器功能以及智能信息處理等方面，儀器和儀表在模仿人性化等方面有了很大的進步。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”等的表面含義，它是以單片機為控制核心的“智能儀表”信息處，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化的信息處理能力，對人工操作的測量過程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.現(xiàn)代計量測試儀器的主要特點

2.1智能化

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代計量測試儀器已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域中得到了較廣泛的應(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，所以，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。

2.2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)進行修改，它的通用化程度和靈活擴展能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過的傳統(tǒng)計量測試儀器。

2.3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，有一些測量機制以計算機軟件為主，在一起程度上優(yōu)化了硬件工藝程序。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，促進了計量儀器自身的靈活性與擴展性的優(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，進行測量結(jié)果的分析，保證數(shù)據(jù)的精確性。

3.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。

3.1工作性能不斷升級

隨著數(shù)據(jù)處理方法的不斷進步，測量儀器的工作性能也會不斷的升級。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應(yīng)用使其得到了較大的提升。比如，將傳感器與溫度自動測試儀器利用融合技術(shù)進行連接，提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性，確保工作質(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。可以在計量測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，比較容易進行邏輯計算，能夠?qū)⒃摷夹g(shù)應(yīng)用在智能傳感器和智能儀器上。

3.2智能化水平不斷提高

計量測試儀器的智能化進一步升級，在未來的發(fā)展中，指令功能會越來越強大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的語言能力。圖形指令進一步的豐富，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)。

4.結(jié)論與認(rèn)識

總而言之，現(xiàn)代計量測試儀器的不斷更新、進步體現(xiàn)了新材料、新工藝的快速發(fā)展。社會工業(yè)以及人們的日常生活都離不開計量測試儀器，所以，相關(guān)科研人員應(yīng)該根據(jù)社會的需求以及現(xiàn)代計量測試儀器的特點，不斷地研究、創(chuàng)新計量測試儀器，提升其智能化水平和測量精度，為人類社會做出更大的貢獻(xiàn)。

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