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仪器技术的发展经历四个主要阶段

2015/6/12

 仪器仪表是信息的源头,是人类获取有关自然界知识、认识世界的重要工具。信息高速公路作为信息社会的基础结构,奠定了它在人与自然的逻辑关系中的桥梁和纽带的地位。测试仪器位于信息高速公路与自然之间的环域,是信息高速公路中信息的重要来源。

  纵观仪器技术的发展,其历经了的主要阶段有:模拟仪器、数字仪器、智能仪器和虚拟仪器。

  (1)模拟仪器:20世纪50年代以前,电测量技术主要是模拟测量,此类仪器的基本结构是电磁机械式,主要是借助指针来显示测量结果。

  (2)数字仪器:20世纪50年代,数字技术的引入和集成电路的出现,使电测仪器由模拟式逐渐演化为数字式。

  其特点是将模拟信号测量转化为数字信号测量,并以数字方式输出最终结果,适用于快速响应和较高准确度的测量。这类仪器目前相当普及,如数字电压表、数字频率计等。

  (3)智能仪器:出现于20世纪70年代,是现代测试技术与计算机技术相结合的产物。它是含有微计算机或微处理器的测试仪器,测量结果具有存储、运算、逻辑判断及自动操作、自动控制等功能,即具有一定智能作用,故将其称之为“智能仪器”。

  智能仪器将传统数字仪器中控制环节、数据采集与处理、自调零、自校准、自动调节量程等功能改由微处理器完成,从而提高测量精度和速度。

  (4)虚拟仪器:这一概念早在20世纪70年代就已提出,但真正得以实现则是在PCI、GPIB、VXI、PXI等总线标准出现之后才变为可能,并随着卡式仪器、VXI总线仪器、PXI总线仪器等的推出而得到迅速发展。

  虚拟仪器是在计算机基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的仪器。

  虚拟仪器是现代计算机技术与仪器技术完美结合的产物,软件在仪器的开发和使用的全过程中起着至关重要的作用,可以说没有了软件就没有虚拟仪器。它基于“软件就是仪器”的思想,利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能,真正实现由用户自己设计和定义满足自己特殊要求的仪器。

  至今,仪器仪表的应用范围已经非常广泛,并正从化学成分分析、物理量检测、机械量测量、天文地理观测、工业生产过程自动控制、产品质量测控等传统应用领域,进一步向生物医学、生物工程、生态环境等非传统应用领域扩大。同时,随着新世纪高分子化学、分子生物学、生命科学、临床医学、药学、材料学、环境监测与控制等高新科技与产业的发展,仪器仪表的应用领域还将获得更为迅速的的拓展。现代科技的进步,使仪器仪表的应用领域越来越广阔,越来越深入。这一切,无疑为仪器仪表的进一步发展提供了强大动力,并展示了光明的前景。


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