儀器儀表壓力儀表.流量計.液位計在工業(yè)發(fā)展中的作用舉足輕重
我國儀器儀表-[壓力儀表.流量計.液位計 http://fsguidong.cn]業(yè)將發(fā)生新的重大轉(zhuǎn)折,，伴隨現(xiàn)場總線的問世,，過程測控儀表發(fā)展歷程出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)折和難得機(jī)遇。專家總結(jié)其作用稱：儀器儀表-壓力儀表.流量計.液位計是科學(xué)研究的“先行官”,，工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，上的“戰(zhàn)斗力”,，國民活動中的“物化法官”,。
現(xiàn)代儀器儀表的分類：
根據(jù)發(fā)展潮流和我國的現(xiàn)狀，現(xiàn)代儀器儀表按其應(yīng)用領(lǐng)域和自身技術(shù)特性大致劃分為6個大類,，即工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng),、科學(xué)儀器,、電子與電工測量、儀器,、各類儀器,，傳感器與儀器儀表元器件及材料,。
傳感器與儀器儀表元器件及材料,。我國儀器儀表業(yè)將發(fā)生新的重大轉(zhuǎn)折：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和自動化程度的不斷提高,，我國儀器儀表行業(yè)也將發(fā)生新的變化并獲得新的發(fā)展。世界近20年來,，微電子技術(shù),、計算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù),、高密封技術(shù)、特種加工技術(shù),、集成技術(shù),、薄膜技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、納米技術(shù)、激光技術(shù),、超導(dǎo)技術(shù)和生物技術(shù)等高新技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。
近10年來,，由于包括納米級的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果,、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果,，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代新技術(shù)成果的競相問世，使得儀器儀表領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變革,。通過分析可以看出，高科技化不但是現(xiàn)代儀器儀表的主要特征,，而且是振興儀表工業(yè)的必由之路，也是新世紀(jì)儀器儀表及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主流,。
伴隨現(xiàn)場總線的問世，過程測控儀表發(fā)展歷程出現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)折和難得機(jī)遇,。目前現(xiàn)場總線已成為自動化技術(shù)的熱點(diǎn)。現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場智能化儀表與控制室之間的一種開放,、全數(shù)字化、雙向,、多站的通信系統(tǒng)。
它的產(chǎn)生,，既是廣大用戶的實際需求和制造廠商間技術(shù)競爭的結(jié)果,，也是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域相結(jié)合的產(chǎn)物和產(chǎn)品升級,，以及為實現(xiàn)進(jìn)一步的高精度、高性能(特別是多參數(shù)在線實時測控與自動測控),、高穩(wěn)定、高可靠,、高適應(yīng)性，,、低消耗等提供了巨大動力和發(fā)展空間。
應(yīng)用領(lǐng)域,，特別是非傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，為儀器儀表工業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新活力,、新動力。儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是“六高一長”和“二十化”?？v觀歷史，剖析現(xiàn)狀,，展望未來,，可以提出如下結(jié)論：日后，傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能,、高精度、高靈敏,、高穩(wěn)定、高可靠,、高和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展,。
儀器儀表發(fā)展趨勢：
儀器儀表發(fā)展極為迅速,，近10幾年來儀器儀表發(fā)展的主要趨勢是：
數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)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(chǔ)。
計算機(jī)的引入,，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個別參量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù),，從單純的接受、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理,、計算與顯示輸出，從用單個儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量,。
計算機(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)的時域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域測試,。90年代，儀器儀表與測量科學(xué)技術(shù)突破性進(jìn)展是儀器儀表智能化程度的提高,；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(qiáng),；微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和圖象處理功能,；現(xiàn)場總線技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場自動化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),，Internet和Internet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品將向著計算機(jī)化,、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化、化的方向發(fā)展,，跨學(xué)科的綜合設(shè)計、高精尖的制造技術(shù)使它能更高速,、更靈敏、更可靠,、更簡捷地獲取被分析、檢測,、控制對象的信息。
未來10年,，而更高程度的智能化應(yīng)包括理解、推理,、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值,、邏輯與知識的結(jié)合分析結(jié)果,，智能化的標(biāo)志是知識的表達(dá)與應(yīng)用,。利用物理學(xué)的新效應(yīng)和高新技術(shù)及其成就開發(fā)新型高靈敏度、高穩(wěn)定性,、強(qiáng)抗干擾能力傳感器技術(shù)和測試儀器儀表。
如：利用高溫超導(dǎo)量子干涉儀（SGUID）開發(fā)計量測試儀器,、物理學(xué)測試儀器,、地理和地質(zhì)學(xué)儀器,、化學(xué)分析儀器,、儀器、無損材料檢測儀器等,。利用橢偏技術(shù)來檢測光纖、光學(xué)玻璃等,，它與近場光學(xué)相結(jié)合,，不僅可以測量表面精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時根據(jù)近場光學(xué)反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料,，這是目前實驗研究新探索。將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀技術(shù)用于高精密的幾何量與機(jī)械量和多種無形態(tài)的量的測量,，開發(fā)以新一代微型光纖傳導(dǎo)激光干涉儀,，它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍，分辨率可達(dá)10mm,。
現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)：
①傳感技術(shù):傳感技術(shù)不僅是儀器儀表實現(xiàn)檢測的基礎(chǔ),，它也是儀器儀表實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。
②系統(tǒng)集成技術(shù):系統(tǒng)集成技術(shù)直接影響儀器儀表和測量控制科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用廣度和水平,，特別是對大工程,、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響。
③智能控制技術(shù):智能控制技術(shù)是人類以接近佳方式,，通過測控系統(tǒng)以接近佳方式監(jiān)控智能化工具,、裝備、系統(tǒng)達(dá)到既定目標(biāo)的技術(shù),，是直接涉及測控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術(shù)，是從信息技術(shù)向知識經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,。智能控制技術(shù)可以說是測控系統(tǒng)中重要和關(guān)鍵的軟件資源。
④人機(jī)界面技術(shù):人機(jī)界面技術(shù)主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設(shè)備,、主系統(tǒng)的操作員操作儀器儀表或主設(shè)備、主系統(tǒng)服務(wù),。
⑤可靠性技術(shù):隨著儀器儀表和測控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，可靠性技術(shù)特別是在一些,、航空航天、電力,、核工業(yè)設(shè)施，大型工程和工業(yè)生產(chǎn)中起到提高戰(zhàn)斗力和維護(hù)正常工作的重要作用,。
現(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品技術(shù)趨勢：
儀器儀表作為信息工業(yè)的源頭,，是以電腦和微處理器的技術(shù)為核心技術(shù)，以計算機(jī),、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng),、通信,、圖像顯示、自動控制理論為共性關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ),。這些信息技術(shù)應(yīng)用到儀器儀表中，促成儀器儀表產(chǎn)品升級為智能儀器儀表,，發(fā)展成為信息工業(yè)領(lǐng)域中一大系列產(chǎn)品群體,。儀器儀表產(chǎn)品正向智能化、微型化,、網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化方向迅速邁進(jìn)。
微型化：儀器儀表產(chǎn)品微型化主要?dú)w結(jié)于規(guī)模集成（VLSI）新器件,、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、圓片規(guī)模集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等,；采用微控技術(shù)、微加工技術(shù),、微檢測技術(shù)、微光源,、微分光光學(xué)系統(tǒng)、微傳感器等,，使儀器儀表產(chǎn)品體積縮小,，精度提高。
智能化：儀器儀表產(chǎn)品智能化主要?dú)w結(jié)于微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,。以德州儀器公司提出的“DSPC”概念為例，以DSP芯片為核心,，配合先進(jìn)的混合信號電路、ASIC電路,、元件及開發(fā)工具等提供整個應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案,。目前DSP的生產(chǎn)工藝正在由0.35μm轉(zhuǎn)向0.25μm,、0.18μm,、0.13μm，2005年可達(dá)到0.075μm,。到2010年，DSP芯片的集成度將會提高11倍,，單個芯片上將會集成5億只晶體管。
網(wǎng)絡(luò)化：由于測量設(shè)備自動化,、智能化水平的提高，多臺儀器聯(lián)網(wǎng)已推廣應(yīng)用,，虛擬儀器、三維多媒體等新技術(shù)開始實用化,。儀器儀表產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化主要?dú)w結(jié)于現(xiàn)場總線技術(shù)?；诂F(xiàn)場總線的FCS（FieidbusControlSystem）將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角，Internet和Intranet技術(shù)也進(jìn)入控制領(lǐng)域,，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產(chǎn)到管理,、直到經(jīng)營等各方面。通過Internet網(wǎng),，儀器用戶之間可異地交換信息和瀏覽，廠商能直接與異地用戶交流,，能及時完成如儀器故障診斷、指導(dǎo)用戶維修或交換新儀器改進(jìn)的數(shù)據(jù),、軟件升級等工作,。國外儀器廠商正在積極研制和開發(fā)新型網(wǎng)絡(luò)化智能化測量設(shè)備，如P&SDataCom（Microchip）公司通過多年對智能設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)間通訊方式的研究和開發(fā),，發(fā)明了具有專利的通用網(wǎng)絡(luò)通訊控制器芯片--WebChipTM，并提供了一種簡單,、低價格、完整的智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接方案,。
虛擬化：儀器儀表產(chǎn)品虛擬化主要?dú)w結(jié)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)。它是一種由計算機(jī)全部或部分生成的多維感覺環(huán)境,，給參與者產(chǎn)生各種感官信息，使參與者有身臨其境的感覺,，能體驗、接受和認(rèn)識客觀世界中的客觀事物,，深化概念和建造新的構(gòu)想和創(chuàng)意。
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