浅析智能仪器仪表技术的发展与运用

浅析智能仪器仪表技术的发展与运用

宋谨铭 130623198002263019

摘要：智能仪器仪表技术是汇集单片机、自动化、仪表控制技术、控制电子等多学科的技术，自上世纪90年代以来该技术逐渐引入到了多个行业中，包括，自动化、计算机、电子信息、通信等。随着计算机技术以及微电子技术的快速发展，仪器仪表的智能化、网络化发展已经在各行业中有较为广泛的市场应用前景，当前也成为了研究人员高度重视的问题，因此深入了解智能仪器仪表的功能发展现状和趋势，应用前景具有十分重要的现实意义。

关键词：智能仪器仪表技术；运用；发展

1智能仪器仪表发展的特点

1.1微型化

信息技术、微机械技术以及微电子技术等的综合运用，促进了智能仪器仪表朝着微型化方向改进，同时确保仪器仪表各项功能更加完善。微型化的智能仪器仪表在信息搜集、整理、处理、输出或放大控制信号等功能方面更加方便迅速，也能实现与其他设备的有效连接，确保信息共享。目前在医疗、生物技术、电力、航天以及自动化技术等领域得到推广运用。

1.2多功能化

智能仪器仪表的显著特征就是功能的多样化，虽然智能仪器仪表体积变小，但其功能较之以前更加完善、多样。如智能仪器仪表中的函数发生器就有任意波形发生器、频率合成器以及脉冲发生器等多种形式，它的性能远高于频率合成器和专用脉冲发生器，并且拥有测试功能，为快速解决问题打下了基础。

1.3智能化

智能化是现代控制与检测系统未来发展趋势。科学技术及信息技术的发展进步，为智能仪器仪表实现智能化发展提供了助力。人工智能是智能仪器发展的重要步骤，人工智能的持续进步必将解放更多的人力，在无需人实施操控的情况下完成控制和检测功能。

1.4虚拟化

智能仪器仪表虚拟显示系统中的PC机软件，能够对数据进行分析并显示其分析结果，借助数据硬件的帮助创建成完整的测量仪器。利用PC机为技术支撑创建的测量仪器统称为虚拟仪器。虚拟仪器结合使用者需求进行相应的软件编程设计，在硬件系统相同的情况下，也能获得功能各异的测量仪器。所以软件系统是虚拟仪器技术的核心，具有升级、扩展性、可视、通俗性及通用性等显著特征，是智能仪器仪表今后发展的主攻方向。

1.5网络化

双向通信功能是智能仪器仪表的基础功能，其与网络通信有明显区别。智能仪器仪表经过长时间的发展研究，不仅具备智能化的特点，同时还实现了网络化，它能实现现场测量，并能完成对数据的有效处理。

2智能仪器仪表的市场运用现状

近年来，智能化测量技术得到了快速的发展，国内在市场上研发的多种类型智能控制仪表，比如智能节流式流量计，能够用于自动化压差补偿。智能温度控制仪器能够实现程序的自动化温度控制。智能调节器能够用于多种复杂规律和数字偏低的参数控制。智能色谱仪器能够对多种色谱图进行数据分析处理。而国际上智能仪表种类更多，比如有美国生产的DSTJ-3000智能变送器能够符合测量压值状态，对变压器本体温度进行自动补偿，具有较高的精确度，而超高电平表通过利用微处理器能够降低热噪声，超级多功能校准器采用3个微处理器能够达到良好的线性度和稳定性。数字化整定调整器采用专家控制系统，能够根据实际参数调整调节器，对于一些非线性控制系统来说，这种调节器具有显着优势，能够使系统在实际生产中实现最佳的运行状态。

当前在仪器仪表行业中，智能化仪器仪表已经成为发展主流，其具备高技术、高投入、低污染等特点，能够为该行业提供更为广阔的市场空间，也带动了新兴产业和低碳经济发展。在电力系统中运用智能软硬件能够确保信息快速分析，提高精确度，能够提升电力系统的整体运行水平，这对于国内电力系统发展来说是十分有利的。随着互联网的快速发展，目前已经实现计算机和智能仪器仪表的融合，尤其是随着云技术的运用，人类开启了云智慧时代，使云智慧仪器由虚拟仪器到云智慧仪器能够连接多种仪器，形成信息共享的互联网时代，不仅能够确保自动化控制测量运算的有效性，同时还能够实现远程分析、操控、自动故障诊断等，保障设备能够实现稳定运行，提高仪器仪表的运行效率，加快资源共享，能够为现代仪器仪表发展提供方向。

3我国智能仪器仪表的未来发展趋势

3.1不断优化仪器仪表结构

智能仪器仪表技术经过实践总结和技术研发，将会变得更加完善。其电动化技术的发展成果被广泛应用于电力系统中。电力系统通过对智能化软硬件的综合运用，提升了数据信息分析速度，提高了数据信息分析的准确性，为保证电力企业经济的最大化奠定了基础。如混沌控制、进化计算、遗传算法以及神经网络等智能技术的运用，使得仪器仪表的使用性能更加灵活、高效，保障了电力系统运行环境的可靠稳定。电力系统中仪器种类和数量都非常多，为实现对不同仪器的分散处理效果，借助微控制器、微处理器等微型芯片技术的广泛应用，进行相应的模糊控制程序设计，为不同仪器设备设置安全运行数据临界值，按照模糊规则指引，利用模糊推理技术处理各类模糊关系。

3.2提高仪器仪表运行效率

科学技术的发展进步催生了智能化仪器驱动软件的出现，使得计算机虚拟仪器性能更加全面。软件模块化和硬件软化中的测量仪器，利用智能仪器仪表技术中对网络化系统资源程序进行优化配置和统一规划等，都为提高智能仪器仪表运行效率创造了有利条件。传统的仪器仪表是以源代码为基础进行结构设计，需要消耗大量的人力及物力，并且仪器的运作水平和编程的灵活性都有待提升。智能化仪器驱动软件的出现可促使仪器驱动器代码自动生成，有效节约了物力和人力，简化了工作程序，降低了工作量。同时编程驱动器结构具有统一的规范，为用户维护和使用仪器提供了便利。同时智能化的仪器仪表技术能够针对不同仪器的工作特点实施动态化监管，通过设置状态实时跟踪、识别和管理等功能的运用，可为用户进行自主管理创造条件，用户可结合自身使用需求进行相应的设计。并且通过智能管理，智能仪器驱动软件可完成自行检查，并针对检查过程中发现的问题进行编程设计实施整改，保证了仪器运行的可靠性和安全性。

3.3满足远程测控需求

网络技术、计算机技术等技术的发展成熟，为监控系统实现远程测控提供了技术支撑。监控系统通常以PC机与工作站为基础实现有效运转。监控系统只有在组建网络的前提下才能切实提高仪器仪表运行效率，为提升资源共享速度创造条件，所以现代仪器仪表以此为落脚点，借助智能仪器仪表技术进行发展创新，从而满足监控系统的远程测控需求。现阶段智能仪器仪表和计算机技术已经互相渗透，且进行了融合运用。现场总线技术的广泛应用，使得组建集中和分布式测试系统变得更为容易，然而集中测控仍然无法满足复杂、测控范围较大的测控需求，所以需通过组建可供各个现场仪表数据共享的网络，利用现场总线控制系统来实现对现场仪表、远程设备的智能化管理，对仪器进行实时监控、自主管理等，并通过设置合理的参数来获取测量结果以及对故障进行诊断等，及时将最新情况利用互联网反馈给管理人员，为管理员优化管理方案、重新设置参数提供可靠依据，从而为仪器仪表设备的正常运行提供保障。智能仪器仪表技术可保障多个用户在同一时间对同一过程进行监控，领导人员、质量监控人员以及工程技术人员等能对同一场景进行远距离控制和监测，不受空间和时间的限制，都能完成对数据信息的采集与处理，为创建数据库和制定科学决策提供依据，同时通过数据信息分析来了解其中蕴含的深层规律，对于监测过程中发现的各种隐患及问题，可及时进行新一轮参数的设计，降低了设备运行故障发生几率。

参考文献

[1]姜红,付云鹏.智能仪器仪表发展的技术与趋势[J].科技经济导刊,2020,28(30):44-45.

[2]但家鑫.智能自动化仪器仪表在工业领域的应用与发展[J].内燃机与配件,2020(04):201-202.