國(guó)外儀器儀表發(fā)展的特點(diǎn)和發(fā)展總趨勢(shì)

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(wèn)世，把模擬儀器的精度、分辨力與測(cè)量速度提高了幾個(gè)量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化打下了良好的基礎(chǔ)。

60年代中期，測(cè)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(cè)量轉(zhuǎn)變成測(cè)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)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)變成用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)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(cè)試。

80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開(kāi)始朝鍵盤(pán)化方向發(fā)展，過(guò)去直觀的用于調(diào)節(jié)時(shí)基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤(pán)，選擇電壓電流等量程或功能的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，通、斷開(kāi)關(guān)鍵已經(jīng)消失。測(cè)量系統(tǒng)的主要模式，是采用機(jī)柜形式，全部通過(guò)IEEE-488總線送到一個(gè)控制器上。測(cè)試時(shí)，可用豐富的BASIC語(yǔ)言程序來(lái)高速測(cè)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(cè)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(wèn)世，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)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(guó)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(cè)試）、DSP（數(shù)字信號(hào)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(kāi)發(fā)的同時(shí)，注重和量大面廣產(chǎn)品的開(kāi)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(lèi)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(jiǎn)單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件，AD芯片將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)軟件處理變換后用DA輸出。

3.產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則發(fā)生了變化

從技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，從一味追求高精尖轉(zhuǎn)為"恰到好處"。開(kāi)發(fā)一項(xiàng)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)則是，用戶(hù)有明確的需求;能用Z短的開(kāi)發(fā)時(shí)間投放市場(chǎng);功能與性能要恰到好處;產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢(shì)。

4.生產(chǎn)技術(shù)注重專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)，不搞大而全

生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。目前多以GP-IB儀器組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。生產(chǎn)線上盡是一個(gè)個(gè)大的測(cè)試柜，快速地進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印出結(jié)果。

三、國(guó)外儀器儀表發(fā)展趨勢(shì)

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(kāi)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(guò)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(kāi)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(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)，已成為當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。