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【摘 要】 随着信息化时代的到来,信息技术在社会信息产业中的作用将会越来越重要,因此,我们要加快研发先进技术的步伐,掌握信息技术的核心部分,将信息技术应用到更多的社会信息产业领域,提高产业的经济效益,为我国社会的快速发展奠定基础。
【关键词】 信息技术;仪器仪表;应用
随着科学技术的发展,多参数的、复杂的测量任务愈来愈多。也可以应用现代工业通讯总体技术,使用简单通用的测量仪器或模件以总线联接,由计算机及相应软件控制测量及数据处理,可随任务的不同即插即用。总之,用通用仪器和模件灵活方便地组成针对不同测试任务的自动测试系统,大大减少了研制复杂的专用自动测量机工作量,简化了仪器结构,同时大大提高测试效率。
1.信息技术在仪器仪表中的应用
1.1控制系统在自动化仪器仪表中的应用
信息技术在自动化仪器仪表中的应用主要有:
(1)利用计算机未处理器的运算功能和逻辑判断功能,通过一定的计算方法,可以有效地避免在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率的密度比发生变化或者是因为一些外界的物质干扰二导致测量结果出现偏差。
(2)通过计算机传感器的一些功能,如非线性校正、动态特性补偿等,可以使仪器的测试性能达到最稳定的状态。
(3)信息技术在仪器仪表中的有效应用,可以对被测对象进行测量、存储及运算,此外还可以使仪器仪表具有自动校准、自动归零、量程自动转化的功能,同时还可以对测量中出现的错误操作进行自动报警及自动修复。
(4)目前,部分的仪器仪表将专家系统技术应用到测量工作中,根据专家系统发出的指令及其所接到的消息自动地对工作状态进行转换,同时可对转换过来的工作程序进行自动计算纠错,使工作处在最佳状态。
(5)仪器操作人员可通过仪器的人机界面装置输入指令,利用计算机系统对测量任务进行测量或者是数据处理,同时仪器上一般情况下都装备的有显示界面,可以很直观地对仪器的工作状态进行有效地监控,比如工作运行情况,有无错乱的工作程序等。
(6)目前信息领域的自动化仪器基本上都配有通信接口,可以方便地与计算机进行连接,接收计算机信息传输,使其具有可程序控制的功能。
1.2电工仪器仪表
信息技术在电工仪器仪表中的应用主要有:
1)弱信号的获得及处理和数字化显示技术,实现了电工仪表的数字化,使电工在对照数据时更加直观,不仅提高了仪表的精度,更加提高了电工的工作效率。
2)目前电工的仪器仪表中采用数据采集技术,可以有效地提高仪器仪表对数据采集的功能及处理信息的能力。
3)计算机自动测试软件的应用,可以实现仪器仪表的智能化;虚拟仪器及总线软硬件技术可以组件自测系统。
1.3分析仪器
信息技术在仪器中的主要应用有:
1)光电转换弱信号处理技术,主要对微弱色谱、光谱、质谱的信号分析与处理。
2)根据分析对象的不同,开发计算机快速处理数据的软件,此软件主要对信息进行分析、鉴别、运算等。
3)分析仪器分析信息的全过程,其操作是采用自动化的自动调零、校正、自诊断等技术。
4)多采用参数、多台仪器所组成的在线自动监测系统通讯技术,主要用于组建网络化自动测试系统。
1.4光学仪器
信息技术在光学仪器中的主要应用有:
1)光、电信息转换和弱电信息的处理,电子光学信息的获取和处理等技术主要用于提高光学仪器的灵敏性和保证测试数据的准确性。
2)图形信息转换技术以及识别技术主要用于对荧光屏上面细微图像的观察。
电子光学技术的应用可以有效提高观测显示的分辨率。
3)激光干涉信息、光栅、磁尺信息的转换及GPS卫星定位通讯等技术主要用于几何形状比较复杂或者是尺寸比较大的精密物件的测量。
4)计算机软件技术,主要用于光学仪器对复杂数据的处理,同时也能实现光学仪器的智能化操作及测量功能,能够对干扰测量的参数进行修正和补偿。
1.5试验机
信息技术在试验机中主要的应用有:
1)信息的获取处理;精度信息的提取,可以提高試验机的测量精度;使用高灵敏度的传感器得到的力、位移信息比机械测量的方法简单。
2)代数字通讯总线技术及相关硬软件实现一台主机对数据接收和处理;将多个测量仪器同多组模件有效地结合在一起,实现一机多用及多参数测量,大大减化了电器测量系统的结构。
3)应用计算机控制技术及软件实现整机测量及试验过程的自动化。
1.6象仪器
信息技术的主要应用是在气象参数与电量信息之间的转换、采样处理。由于其单台仪器安装在野外,距离遥远,气象结论是多参数测量信息的综合分析结果,因此通讯技术、分析软件、系统管理软件技术等用于各仪器与计算机之间的信息远距离传输、数据处理等方面。
1.7验室仪器
在此领域信息技术方面的应用主要是:
(1)息转换处理,计算机技术的应用,新型电子天平应用以上技术精度高、结构精巧。
(2)种试验箱应用敏感元件,获得信息使各加载参数控制精度提高。计算机及软件应用使仪器自动化程度高。
2.国内外现状与发展趋势
2.1信息技术应用状况
在国家各项科技攻关经费支持下,我国工业自动化仪表及控制系统有了较大发展。攻关的重点是利用信息技术中的现代工业通讯技术、计算机技术,实现工业自动化仪表的智能化及现场总线化。通过攻关掌握了国际上现场总线通讯协议中技术最为复杂、最适合于连续生产过程控制领域中应用的FF现场总线协议的通讯软、硬件技术。其中FF协议基本通讯栈软件通过了国际FF基金会的一致性测试,在此之前全世界通过测试的也仅有8家跨国公司,使中国进入具有自行版权FF协议通讯软件的先进行列。攻关还将FF现场总线协议软、硬件同时应用于各类现场仪表的攻关工作,完成了温度、压力、流量、电动、气动执行机构等40余种现场仪表的基础产品。大中型分散型控制系统DCS,我国目前应用约1500套,其中90%以上是引进国外技术或合资合作生产的产品,自行开发的中小型分散型控制系统已形成小批量生产能力。 2.2国外发展现状
国外信息技术在仪器仪表方面应用发展很快。现场总线国外已公布了高速现场总线协议,并实现和Internet网互联,这不仅实现了一个工艺过程的信息交换,而且实现了车间之间、企业之间信息的双向数字化信息传输。在许多科学仪器上,修正补偿、自诊断、自校正等已智能化。许多大型科学仪器如分析仪器中的远红外仪器机理研究硬件系统早已过关,应用软件的差距限制了它的推广应用。
2.3发展趋势
1)国际上仪器仪表总的发展趋势是大量采用先进的微机械加工技术,制造灵敏的敏感元件,使仪器仪表测试精度不断提高。大量应用信息技术,改造现行的模拟量输出仪器仪表为数字化,进一步达到自补偿、自校验、自凋零、自诊断等智能化。
2)应用计算机技术开发面向不同测试对象的复杂测试任务的应用软件,以计算机键盘和显示器画面代替各种仪器上的操作铵钮、指示表头及五花八门的面板,形成以计算机、敏感元件、数采板,配以灵活多样的软件来实现多种仪器功能的虚拟仪器。
3)应用快速采样技术大大提高测试速度及在线测量的实时性。应用现代通讯软硬件技术,在单台智能化仪表的基础上,实现网络化。组成仪表与仪表之间的可互操作,对不同厂商仪表全开放的新型现场总线控制系统,并逐渐与高速以太网、互联网融合,与企业自动化管理系统结合,真正实现管控一体化。在虚拟仪器的基础上,采用现代数字通讯技术,实现测试仪器的网络化,以有限的通用的台式仪器式仪表模件,组成即插即用灵活多变的、产品生产在线质量控制的自动测试系统,以及气象、环保、地震等自动监测系统。
總之,在信息技术的推动下,仪器仪表总的发展趋势是数字化、智能化、网络化使仪器仪表以一种全新的面貌为人类的生活、探索自然、国家安全、抵御自然灾害更好地服务。
3.结束语
应用信息技术使仪器仪表如虎添翼,功能得以扩大,技术水平大大提高。鉴于仪器仪表对国民经济所具有的重要作用,因此尽快用信息技术提升仪器仪表产业,一定会对我国国民经济的发展有重大促进作用。
参考文献:
[1]吴澄.努力推动信息技术的应用促进企业现代化管理和技术进步[C].第四届全国计算机应用联合学术会议论文集.
[2]刘曙光.现场总线技术的进展与展望[J].自动化仪表,2000,(3).
【关键词】 信息技术;仪器仪表;应用
随着科学技术的发展,多参数的、复杂的测量任务愈来愈多。也可以应用现代工业通讯总体技术,使用简单通用的测量仪器或模件以总线联接,由计算机及相应软件控制测量及数据处理,可随任务的不同即插即用。总之,用通用仪器和模件灵活方便地组成针对不同测试任务的自动测试系统,大大减少了研制复杂的专用自动测量机工作量,简化了仪器结构,同时大大提高测试效率。
1.信息技术在仪器仪表中的应用
1.1控制系统在自动化仪器仪表中的应用
信息技术在自动化仪器仪表中的应用主要有:
(1)利用计算机未处理器的运算功能和逻辑判断功能,通过一定的计算方法,可以有效地避免在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率的密度比发生变化或者是因为一些外界的物质干扰二导致测量结果出现偏差。
(2)通过计算机传感器的一些功能,如非线性校正、动态特性补偿等,可以使仪器的测试性能达到最稳定的状态。
(3)信息技术在仪器仪表中的有效应用,可以对被测对象进行测量、存储及运算,此外还可以使仪器仪表具有自动校准、自动归零、量程自动转化的功能,同时还可以对测量中出现的错误操作进行自动报警及自动修复。
(4)目前,部分的仪器仪表将专家系统技术应用到测量工作中,根据专家系统发出的指令及其所接到的消息自动地对工作状态进行转换,同时可对转换过来的工作程序进行自动计算纠错,使工作处在最佳状态。
(5)仪器操作人员可通过仪器的人机界面装置输入指令,利用计算机系统对测量任务进行测量或者是数据处理,同时仪器上一般情况下都装备的有显示界面,可以很直观地对仪器的工作状态进行有效地监控,比如工作运行情况,有无错乱的工作程序等。
(6)目前信息领域的自动化仪器基本上都配有通信接口,可以方便地与计算机进行连接,接收计算机信息传输,使其具有可程序控制的功能。
1.2电工仪器仪表
信息技术在电工仪器仪表中的应用主要有:
1)弱信号的获得及处理和数字化显示技术,实现了电工仪表的数字化,使电工在对照数据时更加直观,不仅提高了仪表的精度,更加提高了电工的工作效率。
2)目前电工的仪器仪表中采用数据采集技术,可以有效地提高仪器仪表对数据采集的功能及处理信息的能力。
3)计算机自动测试软件的应用,可以实现仪器仪表的智能化;虚拟仪器及总线软硬件技术可以组件自测系统。
1.3分析仪器
信息技术在仪器中的主要应用有:
1)光电转换弱信号处理技术,主要对微弱色谱、光谱、质谱的信号分析与处理。
2)根据分析对象的不同,开发计算机快速处理数据的软件,此软件主要对信息进行分析、鉴别、运算等。
3)分析仪器分析信息的全过程,其操作是采用自动化的自动调零、校正、自诊断等技术。
4)多采用参数、多台仪器所组成的在线自动监测系统通讯技术,主要用于组建网络化自动测试系统。
1.4光学仪器
信息技术在光学仪器中的主要应用有:
1)光、电信息转换和弱电信息的处理,电子光学信息的获取和处理等技术主要用于提高光学仪器的灵敏性和保证测试数据的准确性。
2)图形信息转换技术以及识别技术主要用于对荧光屏上面细微图像的观察。
电子光学技术的应用可以有效提高观测显示的分辨率。
3)激光干涉信息、光栅、磁尺信息的转换及GPS卫星定位通讯等技术主要用于几何形状比较复杂或者是尺寸比较大的精密物件的测量。
4)计算机软件技术,主要用于光学仪器对复杂数据的处理,同时也能实现光学仪器的智能化操作及测量功能,能够对干扰测量的参数进行修正和补偿。
1.5试验机
信息技术在试验机中主要的应用有:
1)信息的获取处理;精度信息的提取,可以提高試验机的测量精度;使用高灵敏度的传感器得到的力、位移信息比机械测量的方法简单。
2)代数字通讯总线技术及相关硬软件实现一台主机对数据接收和处理;将多个测量仪器同多组模件有效地结合在一起,实现一机多用及多参数测量,大大减化了电器测量系统的结构。
3)应用计算机控制技术及软件实现整机测量及试验过程的自动化。
1.6象仪器
信息技术的主要应用是在气象参数与电量信息之间的转换、采样处理。由于其单台仪器安装在野外,距离遥远,气象结论是多参数测量信息的综合分析结果,因此通讯技术、分析软件、系统管理软件技术等用于各仪器与计算机之间的信息远距离传输、数据处理等方面。
1.7验室仪器
在此领域信息技术方面的应用主要是:
(1)息转换处理,计算机技术的应用,新型电子天平应用以上技术精度高、结构精巧。
(2)种试验箱应用敏感元件,获得信息使各加载参数控制精度提高。计算机及软件应用使仪器自动化程度高。
2.国内外现状与发展趋势
2.1信息技术应用状况
在国家各项科技攻关经费支持下,我国工业自动化仪表及控制系统有了较大发展。攻关的重点是利用信息技术中的现代工业通讯技术、计算机技术,实现工业自动化仪表的智能化及现场总线化。通过攻关掌握了国际上现场总线通讯协议中技术最为复杂、最适合于连续生产过程控制领域中应用的FF现场总线协议的通讯软、硬件技术。其中FF协议基本通讯栈软件通过了国际FF基金会的一致性测试,在此之前全世界通过测试的也仅有8家跨国公司,使中国进入具有自行版权FF协议通讯软件的先进行列。攻关还将FF现场总线协议软、硬件同时应用于各类现场仪表的攻关工作,完成了温度、压力、流量、电动、气动执行机构等40余种现场仪表的基础产品。大中型分散型控制系统DCS,我国目前应用约1500套,其中90%以上是引进国外技术或合资合作生产的产品,自行开发的中小型分散型控制系统已形成小批量生产能力。 2.2国外发展现状
国外信息技术在仪器仪表方面应用发展很快。现场总线国外已公布了高速现场总线协议,并实现和Internet网互联,这不仅实现了一个工艺过程的信息交换,而且实现了车间之间、企业之间信息的双向数字化信息传输。在许多科学仪器上,修正补偿、自诊断、自校正等已智能化。许多大型科学仪器如分析仪器中的远红外仪器机理研究硬件系统早已过关,应用软件的差距限制了它的推广应用。
2.3发展趋势
1)国际上仪器仪表总的发展趋势是大量采用先进的微机械加工技术,制造灵敏的敏感元件,使仪器仪表测试精度不断提高。大量应用信息技术,改造现行的模拟量输出仪器仪表为数字化,进一步达到自补偿、自校验、自凋零、自诊断等智能化。
2)应用计算机技术开发面向不同测试对象的复杂测试任务的应用软件,以计算机键盘和显示器画面代替各种仪器上的操作铵钮、指示表头及五花八门的面板,形成以计算机、敏感元件、数采板,配以灵活多样的软件来实现多种仪器功能的虚拟仪器。
3)应用快速采样技术大大提高测试速度及在线测量的实时性。应用现代通讯软硬件技术,在单台智能化仪表的基础上,实现网络化。组成仪表与仪表之间的可互操作,对不同厂商仪表全开放的新型现场总线控制系统,并逐渐与高速以太网、互联网融合,与企业自动化管理系统结合,真正实现管控一体化。在虚拟仪器的基础上,采用现代数字通讯技术,实现测试仪器的网络化,以有限的通用的台式仪器式仪表模件,组成即插即用灵活多变的、产品生产在线质量控制的自动测试系统,以及气象、环保、地震等自动监测系统。
總之,在信息技术的推动下,仪器仪表总的发展趋势是数字化、智能化、网络化使仪器仪表以一种全新的面貌为人类的生活、探索自然、国家安全、抵御自然灾害更好地服务。
3.结束语
应用信息技术使仪器仪表如虎添翼,功能得以扩大,技术水平大大提高。鉴于仪器仪表对国民经济所具有的重要作用,因此尽快用信息技术提升仪器仪表产业,一定会对我国国民经济的发展有重大促进作用。
参考文献:
[1]吴澄.努力推动信息技术的应用促进企业现代化管理和技术进步[C].第四届全国计算机应用联合学术会议论文集.
[2]刘曙光.现场总线技术的进展与展望[J].自动化仪表,2000,(3).