淺談儀器儀表行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

陳志祥 張小松 孫明暉

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，科學(xué)技術(shù)日益程度。儀器儀表行業(yè)發(fā)展也在經(jīng)歷變革。形成跨學(xué)科意義的綜合性的高精尖儀器儀表勢在必行。這就使得在進(jìn)行儀器儀表的設(shè)計(jì)過程中，產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)化以及現(xiàn)代化、智能化水平需要不斷獲得提升。只有這樣才能夠深化現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)。雖然我國在進(jìn)行儀器儀表技術(shù)方面的研究已經(jīng)不斷接近國際水平，但是在高精尖儀器儀表方面仍然與國際水平有差距，本文主要研究了當(dāng)前我國自動(dòng)化儀器儀表現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：儀器儀表；自動(dòng)化機(jī)械；測控

作為信息形成的源頭，儀器儀表技術(shù)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展不斷進(jìn)步。逐漸成為人類認(rèn)知世界過程中一項(xiàng)十分重要的工具。根據(jù)學(xué)科分類的角度分析，儀器儀表主要屬于一種信息獲取的工具。并且這種工具意義與信息傳播、處理共同構(gòu)成了現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中信息科學(xué)的主要內(nèi)容。儀器儀表在工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究當(dāng)中意義更加重大，是關(guān)系到生產(chǎn)與科研效果的關(guān)鍵。

1 當(dāng)今自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展的特點(diǎn)

1.1 功能多樣化

隨著儀器儀表的發(fā)展，新性能的優(yōu)化主要體現(xiàn)在多功能方面上，這其中最具有代表性的就是多功能的函數(shù)發(fā)生器，這種多功能體現(xiàn)在脈沖發(fā)生器、頻率合成器和任一波形發(fā)生器等上，所以，自動(dòng)化儀器儀表不僅在性能上有所提高，且在測試功能上也提供了更好的解決方案。

1.2 智能化

當(dāng)今世界是一個(gè)智能普及的時(shí)代，從家用電器或各種通訊電子設(shè)備的發(fā)展情況看，智能化都是最重要的一個(gè)特點(diǎn)。對于自動(dòng)化儀器儀表而言，現(xiàn)在檢測與控制系統(tǒng)也逐漸趨向智能化這個(gè)特點(diǎn)。自動(dòng)化儀器儀表的進(jìn)一步發(fā)展涵蓋了很多人工智能的因素，即儀器儀表的使用已經(jīng)無需人的干預(yù)，一系列行為都可以自動(dòng)完成，在檢測或控制方面更加科技化。

1.3 網(wǎng)絡(luò)化

在如今網(wǎng)絡(luò)大爆發(fā)的時(shí)代，各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開網(wǎng)絡(luò)化，這其中自然包括自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展。一般的制度化儀器儀表是具有雙向通信功能的，但是這種功能與真正意義上的網(wǎng)絡(luò)通信還有很大差距。隨著當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器儀表在實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)上，在逐漸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，使現(xiàn)場測控材料可以就近登錄臨近網(wǎng)絡(luò)備案，且具備科學(xué)、高效的信息處理功能，所以，網(wǎng)絡(luò)化也是當(dāng)今自動(dòng)化以及儀表的發(fā)展特點(diǎn)之一。

1.4 微型化

在我們的日常生活中，很多電子設(shè)備都在外形上有所改觀，對于自動(dòng)化儀器儀表而言，微電子技術(shù)和威機(jī)械技術(shù)已經(jīng)對儀器的體積、功能和外觀進(jìn)行了智能整合，微型化的自動(dòng)化儀器同樣能夠完成信號的采集和處理。在某種程度上，微型化這一特點(diǎn)還能使自動(dòng)化儀器儀表在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮更重要的作用。

2 我國自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展現(xiàn)狀分析

就當(dāng)前狀況而言，我國是一個(gè)自動(dòng)化儀器儀表的生產(chǎn)大國。根據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國自動(dòng)化儀器儀表出口數(shù)量逐年遞增，無論是在出口地區(qū)方面，還是出口儀器種類方面都在不斷擴(kuò)大。然而，從綜合到總體情況看，我國自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展與國際一流水平還有很大差距。這種差距在很多方面都有體現(xiàn)，比如科研投入不足、自主創(chuàng)新能力過低、制造技術(shù)和材料質(zhì)量不夠科技化等。除此之外，我國的芯片和新技術(shù)發(fā)展也不是很完善，在安裝尺寸標(biāo)準(zhǔn)上也有很大的進(jìn)步空間。

目前，我國很多自動(dòng)化儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)通常會(huì)舍本逐末，只重視開發(fā)，卻忽略了對生產(chǎn)線技術(shù)研究，這種情況直接導(dǎo)致硬件設(shè)備投資方面產(chǎn)生很大的缺陷，造成產(chǎn)品的一致性不能夠得到保證。除此之外，我國用于生產(chǎn)自動(dòng)化儀器儀表的原材料與國外也有所不同，原材料的質(zhì)量直接與儀器使用壽命相關(guān)，在絕緣性能和耐熱性方面也不能得到保證。

3 我國自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)的發(fā)展趨勢

3.1 儀器儀表結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化

自動(dòng)化技術(shù)為儀器儀表在整個(gè)電力系統(tǒng)的應(yīng)用開辟非常廣闊的前景。在現(xiàn)如今的儀器儀表發(fā)展過程中，運(yùn)用智能化的軟件和硬件已經(jīng)能夠輔助儀器儀表隨時(shí)準(zhǔn)確分析歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性能提高整個(gè)電力系統(tǒng)的性能和效率，比如運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或遺傳算法等智能技術(shù)使儀器儀表實(shí)現(xiàn)更加智能化和多功能化的性能。除此之外，充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)有力的聯(lián)想和記憶功能也會(huì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，無論在適用性，還是實(shí)時(shí)性等方面，自動(dòng)化儀器儀表都可以充分利用傳感器資源，還可以利用軟件實(shí)現(xiàn)信號濾波，改善傳感器動(dòng)態(tài)特性。

3.2 儀器儀表運(yùn)行效率不斷提高

當(dāng)今時(shí)代計(jì)算機(jī)的軟件和硬件性能不斷提高，儀器儀表的自動(dòng)化水平也隨之提高。以往，在儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，都是以源代碼的形式向用戶提供虛擬儀器的。但是為了不斷提高運(yùn)行效率，很多廠家已經(jīng)開啟了一套全新的軟件驅(qū)動(dòng)規(guī)范，在虛擬儀器結(jié)構(gòu)與性能上獲得了很大的改進(jìn)，從而在人機(jī)交互的作用下自動(dòng)生成代碼。這個(gè)過程減少了很多工作量，在方便了不同水平用戶的前提下，也統(tǒng)一了編程結(jié)構(gòu)。這一系列的狀態(tài)檢查可以避免各種編程錯(cuò)誤出現(xiàn)，保證了儀器儀表的可靠性和安全性，進(jìn)而提高了運(yùn)行效率。

3.3 支持遠(yuǎn)程測控需求

當(dāng)前的電子科技發(fā)展為儀器儀表的組建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了科學(xué)的系統(tǒng)，不僅提高了儀器儀表的生產(chǎn)效率，還可以共享資源，這也是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的主要方向。計(jì)算機(jī)與儀器儀表不僅可以互相包容，還充分利用了目前已經(jīng)比較成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，增強(qiáng)了測控系統(tǒng)的功能，擴(kuò)大了包含的范圍，未來的儀器儀表自動(dòng)化可以更好地進(jìn)行自動(dòng)測量和控制、存儲(chǔ)和顯示等。同時(shí)，生產(chǎn)運(yùn)輸過程一旦出現(xiàn)問題，儀器儀表可以完成自動(dòng)重新配置，從而滿足遠(yuǎn)程測控需求。

4 結(jié)束語

經(jīng)過本文的分析，在自動(dòng)化儀器儀表的自主知識產(chǎn)權(quán)新方面我國有很大的欠缺。只有國內(nèi)廠家在技術(shù)生產(chǎn)線上加大創(chuàng)新力度，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，融入自己的創(chuàng)新因素，提高原材料的質(zhì)量，研發(fā)出更多具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的集成芯片，才能在自動(dòng)化儀器儀表企業(yè)中占據(jù)更有利的位置。

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