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(jī)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(jī)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jī)，無論數(shù)字采集和處理都是由單片機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)、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(jìn)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(bǔ)償，消除變壓器、電感等器件的不一致性帶來的細(xì)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(kuò)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(jī)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(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、擴(kuò)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(jī)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(jī)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(kuò)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機(jī)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(jī)、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(jī)強(qiáng)大的軟硬件技術(shù)，可以設(shè)計出風(fēng)格不同的人機(jī)操作界面，并且易于隨著計算機(jī)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(jī)或數(shù)字信號處理器的作用，對儀器功能進(jìn)行變換組合，因而比實物儀器更具有靈活性。
在當(dāng)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(biāo)志。隨著計算機(jī)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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