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數(shù)字雙鉗相位伏安表:國內(nèi)智能科技將儀器儀表新潮流
點擊次數(shù)：900 發(fā)布時間：2010-10-30
技術(shù)的應(yīng)用正在全面滲入到儀器儀表工業(yè)。
（1）在儀器儀表結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)中的應(yīng)用
首先，智能自動化技術(shù)為儀器儀表與測量的相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。運用智能化軟硬件，使每臺儀器儀表能隨時準(zhǔn)確地分析、處理當(dāng)前的和以前的數(shù)據(jù)信息，恰當(dāng)?shù)貜牡?、中、高不同層次上對測量過程進(jìn)行抽象，以提高現(xiàn)有測量系統(tǒng)的性能和效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的功能，如運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化計算、混沌控制等智能技術(shù)，使儀器儀表實現(xiàn)高速、、多功能、高機(jī)動靈活等性能。
其次，也可在分散系統(tǒng)的不同儀器儀表中采用微處理器、微控制器等微型芯片技術(shù)，設(shè)計模糊控制程序，設(shè)置各種測量數(shù)據(jù)的臨界值，運用模糊規(guī)則的模糊推理技術(shù)，對事物的各種模糊關(guān)系進(jìn)行各種類型的模糊決策。
其優(yōu)勢在于不必建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，也不需大量的測試數(shù)據(jù)，只需根據(jù)經(jīng)驗，總結(jié)合適的控制規(guī)則，應(yīng)用芯片的離線計算、現(xiàn)場調(diào)試，按我們的需要和度產(chǎn)生準(zhǔn)確的分析和準(zhǔn)時的控制動作。
特別是在傳感器測量中，智能自動化技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。用軟件實現(xiàn)信號濾波，如快速傅立葉變換、短時傅立葉變換、小波變換等技術(shù)，是簡化硬件，提高信噪比，改善傳感器動態(tài)特性的有效途徑，但需要確定傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，而且高階濾波器的實時性較差。運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)高性能的自相關(guān)濾波和自適應(yīng)濾波。
充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強有力的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，聯(lián)想、記憶功能以及對非線性復(fù)雜關(guān)系的輸入、輸出間的黑箱映射特性，無論在適用性和快速實時性等各方面都將大大超過復(fù)雜函數(shù)式，可充分利用多傳感器資源，綜合獲取更準(zhǔn)確、更可信的結(jié)論。
技術(shù)的應(yīng)用正在全面滲入到儀器儀表工業(yè)。
（1）在儀器儀表結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)中的應(yīng)用
首先，智能自動化技術(shù)為儀器儀表與測量的相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。運用智能化軟硬件，使每臺儀器儀表能隨時準(zhǔn)確地分析、處理當(dāng)前的和以前的數(shù)據(jù)信息，恰當(dāng)?shù)貜牡?、中、高不同層次上對測量過程進(jìn)行抽象，以提高現(xiàn)有測量系統(tǒng)的性能和效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的功能，如運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化計算、混沌控制等智能技術(shù)，使儀器儀表實現(xiàn)高速、、多功能、高機(jī)動靈活等性能。
其次，也可在分散系統(tǒng)的不同儀器儀表中采用微處理器、微控制器等微型芯片技術(shù)，設(shè)計模糊控制程序，設(shè)置各種測量數(shù)據(jù)的臨界值，運用模糊規(guī)則的模糊推理技術(shù)，對事物的各種模糊關(guān)系進(jìn)行各種類型的模糊決策。
其優(yōu)勢在于不必建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，也不需大量的測試數(shù)據(jù)，只需根據(jù)經(jīng)驗，總結(jié)合適的控制規(guī)則，應(yīng)用芯片的離線計算、現(xiàn)場調(diào)試，按我們的需要和度產(chǎn)生準(zhǔn)確的分析和準(zhǔn)時的控制動作。
特別是在傳感器測量中，智能自動化技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。用軟件實現(xiàn)信號濾波，如快速傅立葉變換、短時傅立葉變換、小波變換等技術(shù)，是簡化硬件，提高信噪比，改善傳感器動態(tài)特性的有效途徑，但需要確定傳感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，而且高階濾波器的實時性較差。運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)高性能的自相關(guān)濾波和自適應(yīng)濾波。
充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強有力的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織能力，聯(lián)想、記憶功能以及對非線性復(fù)雜關(guān)系的輸入、輸出間的黑箱映射特性，無論在適用性和快速實時性等各方面都將大大超過復(fù)雜函數(shù)式，可充分利用多傳感器資源，綜合獲取更準(zhǔn)確、更可信的結(jié)論。
其次，在Labwindows/CVI5.0內(nèi)建的開發(fā)工具基礎(chǔ)上，運用智能化手段，使智能虛擬儀器（IVI）的儀器驅(qū)動器代碼，可以在人機(jī)交互作用下自動生成，這樣既簡化了大量編程工作量，又統(tǒng)一了驅(qū)動器代碼的編程結(jié)構(gòu)和風(fēng)格，還大大方便了不同水平用戶的使用和維護(hù)。
再次，應(yīng)用一系列智能手法，識別、跟蹤和管理所有各種儀器狀態(tài)和設(shè)置，使用戶能直接進(jìn)入所有低層設(shè)置，并通過智能狀態(tài)管理，使用戶可根據(jù)需要，在“測試開發(fā)”和“正常運行”兩種模式之間隨意切換。在“測試開發(fā)”模式下，驅(qū)動器可智能自動化地完成一系列狀態(tài)檢查，以幫助發(fā)現(xiàn)各種編程錯誤。當(dāng)程序調(diào)試正常投入使用后，用戶即可切換到“正常運行”模式，以使驅(qū)動軟件高速運行。這樣既保證了儀器的安全性和可靠性，又可使軟件隨時投入高速運行，盡可能提高其運行效率。
另外，也由于采用了各種智能化方法，使驅(qū)動器可實現(xiàn)多線程同時安全運行，進(jìn)行多線程并行測試;同時，驅(qū)動器還具有強大的仿真功能，可以在不連接實際儀器的情況下，開發(fā)測試程序。信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)
zui后一個特點是驅(qū)動器運行只與測試功能相關(guān)，而與儀器采用的接口總線方式無關(guān)，只通過一個初始化函數(shù)InitwithOptions來區(qū)分儀器接口總線和地域的異用。
總之，由于虛擬儀器采用了一系列智能自動化手段，*改變了以往VXI總線即插即用標(biāo)準(zhǔn)儀器驅(qū)動器的運行效率低，編程的結(jié)構(gòu)、風(fēng)格不一致，編程困難，質(zhì)量低，工作量大，使用、維護(hù)麻煩等等一系列缺陷，從而在、高質(zhì)量、安全可靠、使用方便、靈活的條件下實現(xiàn)全面地統(tǒng)一運行，顯示出智能自動化技術(shù)對虛擬儀器以至整個儀器儀表工業(yè)高速發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。
（3）儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用
由于儀器與計算機(jī)一旦組成網(wǎng)絡(luò)，即可憑借智能化軟硬件（諸如模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織和聯(lián)想記憶功能），充分發(fā)揮靈活調(diào)用和合理配置網(wǎng)上各種計算機(jī)和儀器儀表的各自資源特性和潛力，產(chǎn)生11>2的組合優(yōu)勢。例如，目前已可使用連接到Web的數(shù)字萬用表和示波器，通過因特網(wǎng)和模式識別軟件區(qū)別不同的時空條件和儀器儀表的類別特征以及測出臨界值，作出不同的特征響應(yīng);也可使用分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)代替過去單獨使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以至可跨越以太網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)，實施遠(yuǎn)程測量和采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分類的存儲和應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)化的智能測量環(huán)境將網(wǎng)上各種類型，不同任務(wù)的計算機(jī)和儀器儀表有機(jī)地在一起，完成各種形式的任務(wù)要求，如在某地采集數(shù)據(jù)后送往各種需要這些數(shù)據(jù)的地方，把相同數(shù)據(jù)按需拷貝多份，送往各需要部門;或者定期將測量結(jié)果送往遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)庫保存，供需要時隨時調(diào)用。
而多個用戶可同時對同一過程進(jìn)行監(jiān)控，例如各部門工程技術(shù)人員、質(zhì)量監(jiān)控人員以及主管領(lǐng)導(dǎo)人員可同時分別在相距遙遠(yuǎn)的各地監(jiān)測、控制同一生產(chǎn)運輸過程，不必親臨現(xiàn)場而又能及時收集各方面數(shù)據(jù)，進(jìn)行決策或建立數(shù)據(jù)庫，分析現(xiàn)象規(guī)律。一旦發(fā)生問題，可立即展現(xiàn)眼前或重新配置，或即時商討決策，立即采取相應(yīng)措施。
另外，智能重構(gòu)信息處理技術(shù)也將為儀器儀表創(chuàng)造更廣闊的活動舞臺。結(jié)合了計算機(jī)與集成電路（ASIC）優(yōu)點的可重構(gòu)計算機(jī)，不僅要根據(jù)不同的計算任務(wù)對大量的可編程邏輯單元陣列（FPGA）作出靈活的相應(yīng)配置，其指令級、比特級、流水線級以至任務(wù)級的并行計算，使其運行速度達(dá)到通用計算機(jī)的數(shù)百倍以上。
綜上所述，隨著智能自動化技術(shù)應(yīng)用的日益深入及應(yīng)用范圍與規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國的儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平必將快速邁向更高階段。
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