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纵观仪器设备技术的发展经历及发展趋势

导读: 仪器设备作为科研信息的源头,是人类获取有关自然界知识,认识世界的重要工具,它在人与自然的逻辑关系中起着桥梁和纽带的作用。那么仪器设备的发展经历了哪些阶段呢?

仪器设备作为科研信息的源头,是人类获取有关自然界知识,认识世界的重要工具,它在人与自然的逻辑关系中起着桥梁和纽带的作用。那么仪器设备的发展经历了哪些阶段呢?纵观仪器技术的发展,仪器设备技术的发展经历主要有:模拟仪器、数字仪器、智能仪器和虚拟仪器。

模拟仪器设备

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。宏观物理量本质上大都是固定或连续变化的模拟量,直接对模拟量的测量称“模拟测量”。由于仪器本身的局限性,示值的分辨力只能达到2--3位有效数字,而模拟信号(测量数据)在测量过程中易受噪声和干扰的影响而变化。

数字仪器设备

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。

随着数字仪器的不断发展,传统模拟式仪器正在逐渐被替代。虽然数字化仪器具有很多优点,但是它仍然存在一些非常重要而又易于被忽略的问题,其中有些问题是测试仪器固有的,有些则是仪器数字化带来的。

智能仪器设备

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。智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器,拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能,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。

智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。

虚拟仪器设备

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。其利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

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