儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。
廣義來說,儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能,例如用于工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的氣動調(diào)節(jié)儀表,和電動調(diào)節(jié)儀表,以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。
系統(tǒng)集成技術(shù)直接影響儀器儀表和測量控制科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用廣度和水平,特別是對大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響,它是系統(tǒng)級層次上的信息融合控制技術(shù),包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術(shù),物理層配置技術(shù),系統(tǒng)各部份信息通信轉(zhuǎn)換技術(shù),應(yīng)用層控制策略實(shí)施技術(shù)等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下,還包括各級操作人員需求分析技術(shù)。
智能儀器是把一個微型計算機(jī)系統(tǒng)嵌入到數(shù)字式電子測量儀器中而構(gòu)成的獨(dú)立式儀器。
嵌入的計算機(jī)系統(tǒng)可以是芯片級,如單片機(jī)、數(shù)字信號處理等,模板級如PC - 4。也可以是系統(tǒng)級,如微型計算機(jī)系統(tǒng),可編程單芯片系統(tǒng)等。
智能儀器在結(jié)構(gòu)上自成一體,有的儀器內(nèi)部還帶有專用的微型計算機(jī)系統(tǒng)和通用接口總線接口,能獨(dú)立完成測試。智能儀器由于引入了計算機(jī),功能強(qiáng)大,性能優(yōu)異,使用靈活、方便,是現(xiàn)階段電子儀器的主體。如離子污染測試儀,上PIN機(jī),雙盤研磨機(jī),剝離強(qiáng)度測試儀,拉脫強(qiáng)度測試儀等都采用智能技術(shù)的現(xiàn)代化精密檢測儀器,又比如納米智能機(jī)器人。
隨著新技術(shù)、新工藝和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步,智能儀器還在不斷發(fā)展,不斷推陳出新,不斷提高智能水平。
具體的需求主要分為以下幾個方面:
(1)高水平的科學(xué)研究和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展提高了對儀器儀表的需求,也深刻認(rèn)識到工業(yè)控制對控制理論的需求,而且鼓勵引導(dǎo)科學(xué)家們?nèi)ジ嚓P(guān)注自動理論的研究工作。
(2)儀器儀表已成為現(xiàn)代國防建設(shè)所需裝備的重要組成部分,我國航天工業(yè)固定資產(chǎn)的1/3 是儀器儀表和計算機(jī);運(yùn)載火箭的儀器開支占全部研制經(jīng)費(fèi)的1/2 左右;導(dǎo)彈的高精度制導(dǎo)、控制,航天經(jīng)緯測量和紅外成像、專用高溫實(shí)驗設(shè)備等都是國防裝備中的重點(diǎn)產(chǎn)品。
(3)儀器儀表廣泛應(yīng)用于裝備、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工藝流程的測量和控制,是現(xiàn)代化大型重點(diǎn)成套裝備的重要組成部分,是信息化帶動工業(yè)化的重要紐帶。據(jù)有關(guān)資料顯示,隨著裝備水平的提高,儀器儀表在工程設(shè)備總投資中的比重已達(dá)到18%左右;現(xiàn)代化的寶鋼技術(shù)裝備投資中,有1/3 的經(jīng)費(fèi)用于購置儀器和自控系統(tǒng)。
(4)儀器儀表在探索人類社會可持續(xù)發(fā)展、抵御自然災(zāi)害、實(shí)施有關(guān)法律(質(zhì)量、商檢、計量、環(huán)保等)的過程中作為重要實(shí)施手段和保障工業(yè)被普遍采用。