浅谈智能化测量仪器仪表中的设计理念
韩天啸
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

韩天啸,. 浅谈智能化测量仪器仪表中的设计理念[J]. 中国仪器,20228. DOI:10.12721/ccn.2022.157070.
摘要: 二十一世纪,互联网的迅速发展,大规模集成电路的发展与计算机的快速发展紧密相关,计算机的快速革新使得电子设备的价格越来越为大众所接受。随着科技的发展,人们对其进行了大量的研究,使其成为一项十分困难的工作。无论在测量工作和速度方面,所要达到的目标都十分困难。测量既要精确,又要有速度。上述情况表明,还有待完善的方面。文章通过对我国目前的技术水平的探讨,阐明了仪器仪表在仪器研究、发现和利用中的重要作用,以及在高技术层面上对仪器工作的指导作用。
关键词: 智能化测量;仪器仪表;设计理念
DOI:10.12721/ccn.2022.157070
基金资助:

1智能测量仪器仪表的特点

基于传统的测量技术,智能测量技术是对常规测量技术的一次升华和突破。其次,对智能测量仪的特性进行了多方面的介绍与分析。

1.1测量精度和可靠性要求

一方面,利用计算机的强大的硬件功能,可以有效地改善测量系统的测量精度。同时,为了改善测量的准确性和稳定性,可以采用多种智能控制算法。其中,深度神经网络、模糊控制、遗传算法、粒子群算法等已被应用于智能控制领域。与常规的测量仪比较,智能测试仪在测量准确率、可靠性方面都有很大提高。

1.2数字柔性化

本系统采用了FPGA,即现场可编程逻辑门阵列,以及更为先进的智能微处理器。将多种智能控制算法相结合,使数字系统具有更大的灵活性。在灵活性和扩展性上,智能仪表已大大超越了常规的测量仪。

1.3测量处理

智能测量设备在测量、采样、滤波、放大、补偿、信号转换、数据处理、数据处理、数据输出等各个环节中都应用了最新一代的测量技术。每一步的运算速度都大大加快,从而使整个智能测量机的检测处理速度有了新的突破。晶片产业的迅速发展,为提高测量速度的能力奠定了基础。同时,计算机和服务器的高速数据处理也为提高测量设备的运算能力打下了良好的基础。

1.4自补偿与自诊断

智能测量仪器不但测量范围大,功能多,功能强,还具备很强的故障检测能力和自我补偿能力。随着智能仪表的不断发展,其诊断方法的发展,不但能够对各种传感器进行故障诊断,而且能够对控制系统、输入、输出、通讯等进行故障诊断,而且能够对软件算法中的补偿因子进行最优的诊断。智能测试仪具备自动检测和自动补偿功能。其可靠性、自维护性、稳定性均优于常规计量仪表。

1.5信息存储与可追溯

智能测量设备必须具备数据的储存与追踪的能力。计量器具所提供的测量资料,具有很高的使用价值,必须长期保持,以便查询、追溯、分析。智能测量仪能够把测量结果存入测量仪的内存,从而改善测量仪的信息跟踪性能;同时,还可以将测量数据存储在局域网或fog服务器上,以便在局域网内的其它设备和仪器进行数据共享;同时,还可以将测试数据上传至云端服务器,进行大数据的分析与处理。与常规的测量仪相比,该测量仪不但能够储存大量的数据,还能够对数据进行追踪。

1.6自学习与自适应

智能测量仪通过多种自学习、自适应的运算方法,并将其与嵌入式处理器或计算机的强大运算与处理功能相结合,实现了自学习、自适应等功能。

2高科技仪器智能设计上存在的理念差异

当前,我国的仪器技术水平在不断提升,在世界范围内也有了新的发展。这不但使我国的计量仪器研发、部件和生产过程发生了巨大的改变,同时也使仪器的设计和生产水平提高。在分析了互联网大数据的基础上,从设计和产品两个方面进行了全面的思考:

2.1可靠性设计

设计十分注重可靠性。国内外高端仪器的设计,无论在国内,还是在国外,都十分注重其可靠性。运用可靠度分配原理。它能对设备进行分类、分析设计,使其可靠度得到全面的保障。但是,在不确定部件不能满足可靠度要求的情况下,采用冗余设计方法对其进行求解。在一些特殊的场合,尤其是在计算机系统中,也可以采用冗余的方式。智能仪器在全球应用中起着最大的可靠性作用,它不仅是可靠性,而且是可靠性。

2.2维修性设计

另外一个重要的设计是维修性。在设计产品时,要把它的可维护性考虑进去。保养是一项很大的产品性能指标。国外的智能化仪表具有很好的维护能力,使得生产更便捷。自动化的测试系统提高了设备的维修能力。这种产品的设计,不但给客户带来了很大的方便,也给使用者带来了很大的方便。

2.3产品通用化设计

大部分的国际设备生产商都擅长于生产系列的产品。不管是什么产品,后面都会有一系列的顺序和概括。只有先实现了产品的系列化,才能使其最终得以普及。有很多种产品,有很多种。各种高技术设备、高技术设备均具有较强的系列性和普适性。另一方面,其主要特征表现在:大部分的产品具有通用的界面,能够快速方便地相互连接,并与计算机形成独立的、自由的测量体系。

2.4配套服务设施完善化设计

每一种先进的高技术设备都有详尽的说明,便于使用。另外,本说明书还提供了多种附加的选择,以扩展其应用。这一节的附件的设计同样是不可忽略的。附件必须与主体相结合。比如,为了便于使用者的操作,应该在设备的易损件中配备。如果科技发明能够开发出这样的软件,将会使仪器的硬件电路的智能化程度迅速地得到极大的提升。英国的生产商在这一点上表现的相当出色。尽管英国的IC产业比较薄弱,但在仪器产业中却是领先的。其关键是采用现代的设计理念和方案,对进口元件构成的仪器进行组织。

3测量技术与仪器的智能化的具体应用

3.1应用于农业

传统的农业灌溉方式是在农田间挖出一条小沟,然后把农田引到农田里。在饲养和饲养过程中,要耗费很多的精力和时间。如今,高技术的装置已经应用到了农业领域。这些农作物可以由精确的计量系统来管理。在治疗过程中,不会耗费大量的时间和精力。并能确保贮存的温度。工作之前,工人们要先设置好温度和时间。通过计算机的指令来控制喷水测量,可以更好的控制室内的空气温度、干燥程度。

3.2应用于航天

航天技术革新对测量精度提出了更高的要求。测量技术的实施需要有专门的技术人员。以往手工测量往往耗费大量的人力和时间。但传统的测量技术难以达到高精度、高品质。由于测量技术的发展,以及各种测量工具的发明,使得对空间技术的实时监测与追踪成为可能。

3.3应用于软件开发

虚拟场法作为一种测试技术,在软件开发过程中起着举足轻重的作用。综合技术在测量体系中可以让我们了解到,人类的五种感觉和计算机相结合,从而进入到了另外一个世界。通过计算机软件,可以灵活地运用自然界中的语音和行为,从而为计算机的发展开辟了一条新的道路。

3.4应用于远程操作

随着我国社会主义现代化进程的加快,计量技术在人民群众的日常生活中得到了广泛的应用。本系统在电话网络,无线网络,专线远程通信等方面有广泛的应用。随着科学技术的飞速发展,测量技术也有了长足的进步。该系统不但能对电子设备进行测试,而且还能对气体、液压、供电等方面进行测试。同时,通过对这些问题的分析,发现存在的问题,从而使我们的现代科技发展更加突出。

4结语

总之,在当今科技日新月异的今天,智能化已成为各个学科和测量技术的发展方向。在计算机、互联网等技术的发展下,计量器具将不再是一个单一的个体。在此基础上,采用大型计算机作为数据处理中心,将各种测量仪器相互连接起来,从而形成一个大规模的智能计量生态网络。随着人工智能技术、大数据技术、5G通信技术、低轨通信卫星技术的迅猛发展,我国智能测量仪器仪表在未来的发展中必将迎来一次重大的变革。

参考文献:

[1]王立之,叶坤,杨坤明.智能化测量仪器的特点及发展趋势研究[J].机电信息,2021(03):62-64.

[2]龚强国,李启龙.测量技术与仪器的智能化技术应用研究[J].数字技术与应用,2020,38(10):65-67.

[3]小荷.智能化测量仪器[J].仪表技术,1994(03):36-37.