國外儀器儀表發(fā)展的特點與發(fā)展總趨勢

 

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量級，為實現(xiàn)測試自動化打下了良好的基礎。

60年代中期，測量技術又一次取得了進展，計算機的引入，使儀器的功能發(fā)生了質的變化，從個別電量的測量轉變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉變?yōu)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂嬎闩c顯示輸出，從用單個儀器進行測量轉變成用測量系統(tǒng)進行測量。

70年代，計算機技術在儀器儀表中的進一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時域與頻域之外，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，過去直觀的用于調節(jié)時基或幅度的旋轉度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動開關，通、斷開關鍵已經消失。測量系統(tǒng)的主要模式，是采用機柜形式，全部通過IEEE-488總線送到一個控制器上。測試時，可用豐富的BASIC語言程序來高速測試。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器（Personalinstrument）已經得到了發(fā)展。

90年代，儀器儀表與測量科學進一步取得重大的突破性進展。這個進展的主要標志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.微電子技術的進步將更深刻地影響儀器儀表的設計;

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;

3.微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力;

4.圖像處理功能的增加十分普遍;

5.VXI總線得到廣泛的應用。

二、國外儀器儀表發(fā)展特點

1.新技術的應用

目前普遍采用EDA（電子設計自動化）、CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）、DSP（數(shù)字信號處理）、ASIC（集成電路）及SMT（表面貼裝技術）等。

2.產品結構變化

注重性能價格比。在重視儀器開發(fā)的同時，注重高新技術和量大面廣產品的開發(fā)與生產。

注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機，更注重系統(tǒng)、產品軟化，隨著各類儀器裝上了CPU，實現(xiàn)了數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財力。今后的儀器歸納成一個簡單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件，AD芯片將模擬信號變成數(shù)字信號，再經過軟件處理變換后用DA輸出。

3.產品開發(fā)準則發(fā)生了變化

從技術驅動轉為市場驅動，從一味追求高精尖轉為"恰到好處"。開發(fā)一項成功產品的準則是，用戶有明確的需求;能用zui短的開發(fā)時間投放市場;功能與性能要恰到好處;產品開發(fā)準則的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢。

4.生產技術注重專業(yè)生產，不搞大而全

生產過程采用自動測試系統(tǒng)。目前多以GP-IB儀器組建自動測試系統(tǒng)。生產線上盡是一個個大的測試柜，快速地進行自動測試、統(tǒng)計、分析、打印出結果。

三、國外儀器儀表發(fā)展趨勢

工業(yè)自動化控制儀表主要包括變送器、調節(jié)器、調節(jié)閥等設備，控制儀表從基地式調節(jié)器（變送、指示、調節(jié)一體化的儀表）開始，經歷了氣動、電動單元組合儀表到計算機控制系統(tǒng)（DDC），直至今日的分散控制系統(tǒng)DCS。DCS已經走過了20多年的里程，DCS以其高度的可靠性、強大而易于擴充的功能、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，得到迅速的發(fā)展，成為計算機工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。PLC以其結構緊湊、功能簡單、速度快、可靠性高、價格低等優(yōu)點，迅速獲得廣泛應用，已成為與DCS并駕齊驅的另一種主流工業(yè)控制系統(tǒng)。目前以PLC為基礎的DCS發(fā)展很快，PLC與DCS相互滲透、相互融合、相互競爭，已成為當前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。