電子檢測技術(shù)及其發(fā)展論文
摘要：隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)的高速發(fā)展，對電子檢測儀器在速度上、精度上、功能上提出了更高要求。本文介紹了現(xiàn)代電子檢測儀器的發(fā)展及其主要技術(shù)。
論文關(guān)鍵詞：檢測儀器,智能,模塊,網(wǎng)絡(luò)
一、前言
近年來，電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)的高速發(fā)展，對檢測儀器檢測速度、準確度以及檢測功能等整個性能方面提出了更高要求。而這些技術(shù)的發(fā)展也推動了電子測量技術(shù)的快速發(fā)展。同時也給測量儀器提供了巨大的市場，大量的新型產(chǎn)品都需要通過儀器的測量才能投放市場，所以這就對儀器的功能及測量能力有一個新的要求，以幫助工程技術(shù)人員在生產(chǎn)中適應(yīng)眾多的工業(yè)標準和有效的處理各種問題。除以上技術(shù)外，現(xiàn)代監(jiān)測和傳感技術(shù)，顯示技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和系統(tǒng)理論研究，也為檢測過程的數(shù)字化、智能化創(chuàng)造了條件�？傮w來看，檢測儀器的發(fā)展到目前已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段：第一代是模擬儀器；第二代是數(shù)字式儀器，它是以數(shù)字電路進行信息的數(shù)字化處理，然后數(shù)字顯示，這種儀器比模擬儀器的測量精度要高，響應(yīng)速度快；第三代儀器是智能化儀器，它內(nèi)部含有單片機，無論數(shù)字采集和處理都是由單片機控制。
二、智能儀器
在智能儀器中，它們結(jié)構(gòu)與計算所相同而能完成儀器的有關(guān)功能，是因為智能儀器中利用單片機的算術(shù)邏輯處理能力和以軟件取代過去的電子線路和硬件功能，軟件的靈活性使得智能儀器可以用各種軟件和處理方法進行信息的采集、處理和存儲，而無需專用的電子線路，從而大大簡化了智能儀器的控制結(jié)構(gòu)。對于智能儀器而言，其硬件是數(shù)據(jù)采集技術(shù)及輸入輸出技術(shù)，包括單片機、接口和輸入輸出設(shè)備；而軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理包括采樣、濾波、處理，把輸入信息進行加工后產(chǎn)生所需的輸出信號送到輸出電路去顯示或傳送。
為了提高儀器的精確度，在智能儀器中有的還設(shè)置了自動校正、自選量程等功能。例如青島艾諾智能儀器有限公司生產(chǎn)的9601型耐電壓測試儀的輸出電壓，就采用分段軟件補償，消除變壓器、電感等器件的不一致性帶來的細小偏差，使0~5KV全量程電壓相對誤差精度保持在3%以內(nèi)。部分儀器為了擴展自身功能，在智能儀器中設(shè)置了多種物理測量功能，如：量制變換功能、間接結(jié)果計算功能、自動控制功能、打印功能、停電保存功能、自診斷和自測試等一些傳統(tǒng)儀器無法實現(xiàn)的功能，所以智能儀器不再是一種功能單一的儀器，而是一臺多功能儀器。
智能儀器和傳統(tǒng)儀器無論在結(jié)構(gòu)上或技術(shù)上都有很大區(qū)別，現(xiàn)代化的絕大多數(shù)測量儀器都基于微處理器化的智能式設(shè)計原理，所以智能儀器具有以下特點：
1、檢測與操作的自動化
2、信息傳輸與交換
3、小型化和多功能化
4、提高了檢測結(jié)果的可靠性
5、縮短了儀器的設(shè)計和研制周期
三、檢測儀器的模塊化
在測試系統(tǒng)中除了至今仍廣泛采用GPIB系統(tǒng)外，近年來出現(xiàn)VXI總線及檢測系統(tǒng)，它是以計算機為中心，配接一些功能模塊而構(gòu)成的模塊化測試系統(tǒng)。VXI系統(tǒng)具有使用靈敏方便、開放性強、標準化程度高、擴展性好、數(shù)據(jù)傳輸速度快、體積小、模塊重復(fù)使用等優(yōu)點，便于充分發(fā)揮計算機能力。同時VXI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還允許不同廠家生產(chǎn)的`各種儀器、接口插板或計算所以模塊共存于同一VXI總線主機箱中，所以VXI總線系統(tǒng)具有非常好的開放性和靈活性。
另外，還由于模塊化測試系統(tǒng)具有通用的硬件平臺，如果配以不同的測試模塊，就可以將不同的測試功能有效地組合在一起，縮短了系統(tǒng)的組建時間。模塊化測試系統(tǒng)還有利于測試系統(tǒng)本身的擴展，如果需要，就可以方便地加入一個測試模塊或更換一個測試模塊，而不用重新購買一個完全新的系統(tǒng)，具有極強的靈活性。
四、檢測儀器的網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)代的信息工業(yè)是以測量為主的信息采集，以通信為主的信息傳輸和以計算機技術(shù)為主的信息分析處理為其主要的基本環(huán)節(jié)。測量與通信及計算機技術(shù)的結(jié)合，形成了相互配合，共同提高的態(tài)勢。就測量和儀器而言，雖然微處理器的應(yīng)用已改變了它們的面貌，但傳統(tǒng)測量至今大多仍使用孤立或局部控制的儀器或測試系統(tǒng)，來取得單一的測試數(shù)據(jù)。面三種技術(shù)的結(jié)合，能使測量成為信息采集、傳輸和處理閉合環(huán)路中不可分割的組成部分。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的高速發(fā)展，測試系統(tǒng)與計算機網(wǎng)和通信網(wǎng)的結(jié)合正在為一種趨勢。
另外，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中為了保證產(chǎn)品的100%合格率，就必須在整個生產(chǎn)過程中實時跟蹤每一個環(huán)節(jié)，并及時反饋測試信息，崗位操作人員根據(jù)所獲得的信息資料隨時進行處理，可以說由單件儀器向網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變是一種必然的發(fā)展趨勢。
五、虛擬儀器
隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的高速發(fā)展，計算機硬件價格的不斷下降，通用硬件平臺和虛擬儀器也正在成為一種新的趨勢，通用硬件平臺主要包括用于數(shù)據(jù)采集、信號分析處理和信號輸出顯示等帶有共性的硬件，例如微型計算機、A/D和D/A變換器、顯示器等，有了這些通用硬件平臺，根據(jù)不同儀器的具體技術(shù)要求，開發(fā)出相應(yīng)的軟件，就可以產(chǎn)生不同的測試功能的輸出多種測試信號。虛擬儀器充分利用了微型計算機強大的軟硬件技術(shù)，可以設(shè)計出風格不同的人機操作界面，并且易于隨著計算機軟、硬件的升級而升級。虛擬儀器允許用戶在通用硬件平臺上根據(jù)自己的需要構(gòu)造儀器，充分發(fā)揮計算機或數(shù)字信號處理器的作用，對儀器功能進行變換組合，因而比實物儀器更具有靈活性。
在當今科技的高速發(fā)展中，測量技術(shù)和實驗手段的現(xiàn)代化已成為科技現(xiàn)代化的重要條件和標志。隨著計算機技術(shù)與智能傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，檢測儀器也將朝著“更快、更寬、更深”方向發(fā)展。
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