仪器仪表系统测试设备的设计与小型化方法分析

仪器仪表系统测试设备的设计与小型化方法分析

倪建丽

(上海航天电子技术研究所上海201109)

摘要：随着科学技术的发展，我国的互联网技术有了很大进展，自动测试技术取得了显著的发展。现阶段，自动测试技术与计算机技术和通信技术相互组合，已经被广泛应用到了各个行业之中。测试行业正在面临着一场革命，仪器仪表系统以及电子测试系统正在向着标准化、计算机化以及网络化的方向发展。本文中笔者对仪器仪表系统的接口类型进行了简单的分析，指出了其接口的特点，阐述了在与计算机相互结合的背景下测试仪器的发展特点，旨在对相关工作的落实带来一定的思考。

关键词：仪器仪表系统；智能化；通用化；发展方向

引言

仪器仪表系统标志着人类社会的进步与繁荣，是人们认知世界，改造世界的重要工具。现代这会工业生产的五大支柱是人、管理、原材料、工艺装备和计量测试技术。在西方发达国家，仪器仪表系统已经被列为信息学科和信息产业，政府会从政策上给予支持。仪器仪表系统虽然工业产值比较低，但是对国民经济的影响比较大。在未来，仪器仪表系统在国防建设、社会生产和人们生活中将扮演越来越重要的作用。

1仪器仪表系统的研究现状

随着科学技术的不断发展，计量设备的发展创新，对仪器仪表系统的发展起到了一定的推动作用。对仪器仪表系统的自身功能的优化，也是仪器仪表系统研究工作中的一个重要内容。通过将新型仪器仪表系统与传统仪器仪表系统进行对比，我们可以发现，现代化的仪器仪表系统已经对传统计量仪器的一些固有模式进行了突破[1]。在对新型计量仪器的应用情况来看，计算机技术与仪器仪表的组合，让一些智能仪表在计量测试工作中发挥了较为重要的作用，这种以数据的自动检测功能、自动分析功能和自动处理为核心的智能化计量测试模式的应用，可以让计量信息的精确性得到大幅度的提升，也可以让计量工作的工作时效得到有效的提升。

2现代仪器仪表系统的主要特点

3.1智能化

现代仪器仪表系统随着信息技术不断地发展，已经在工业生产等多个领域中得到了广泛的应用。智能检测技术在现代化仪器设备使用的过程中扮演着重要的角色，在国内现有的仪器仪表系统工作机制中，是一种优化的表现。计量设备的故障诊断问题和样品检测问题等多种问题可以通过智能检测设备的使用得到有效的解决。由于现代仪器仪表系统在使用中存在一定的依赖性，因此，在设备的实际应用工作中，可以利用通信设备，存储设备等等为计量测试设备提供一些辅助性的支持。在计量测试设备应用环境的优化工作中，良好的通信技术和数据存储技术将会起到促进作用。仪器仪表系统智能化的特点主要表现在以下几个方面：第一，从仪器仪表系统的量程选择方面来看，相关操作人员可以在自动转化技术应用之后，以信号的变化情况为参考，调整计量测试设备的量程。在一定程度上促进了仪器仪表系统的跟踪检测功能的发展。第二，从计量设备的故障诊断方面分析，和仪器的计量通道有关系的故障问题是现在计量测试设备在实际使用中产生的主要故障。第三，从现代仪器仪表系统的使用效果方面来看，仪器仪表系统的人性化服务功能通过报警功能和自动信息存储功能的使用而得到了很大的提升。

2.2通用化

从传统设备的应用效果或来看，零件参数的分散性因素往往会对计量工作的开展带来一定的干扰。但是在现代测量仪器中，以计算机软件为主的测量机制，就对硬件工艺生成程序的优化起到了一定的促进作用。在对零件参数问题和一些与计量工作有关的性能指标要素进行调整的过程中，这种以软件为主的计量模式对计量仪器自身的灵活性与扩展性的优化，也具有一定的促进作用。针对现代测量设备通道路径较为复杂的问题，对不同通道的扫描抽样检测，对测量仪器的实施测量功能的优化，起到了一定的促进作用，多传感器信息融合功能的发挥，可以让测量仪器的操作人员多个角度多个侧面入手，对测量结果进行分析，这就可以让计量数据的精确性得到充分的保障。

3仪器仪表系统接口总线的发展概述

3.1S-100标准总线

该类型的标准总线主要应用于微处理机系统内部，它由100条信号线和电源线构成，其中75个总线已经在功能以及名称方面做出了准确的定义，剩余25个总线中，9个虽有名称但没有明确的功能定义，剩余16个总线名称和功能都没有定义，用户可以根据自己的需求来进行设定。虽说S-100的设计是为了配合8080型微处理器的使用，但目前已经被广泛应用于其他微处理器之中。其信道长度小于1米，S-100标准总线又被称为“工业中一向最有用的标准总线”，所以足见其影响力。

3.2ELARS-232C

总体来说，其信息的传输速度较慢，但能够满足远距离传输的需要，传输信号线较少、结构简单。RS-232C最大的优势在于能够借助调制解调器，在电话网络上实现200米以内的长距离传输。从某种层面来说，它并不能算是仪器总线，因为RS-232C虽然有通信接口，但它无法对识别仪做出区分，所以它也无法构成仪器系统。

3.3VXL系统总线

VXL总线主要指的是VEM总线对测试仪器的扩展。只有在计算机网络中应用VEM总线，VXL系统总线才会有存在的可能，它做到了计算机总线与仪器总线的合二为一，能够完成高速率的数据传输任务。因此，VXL总线与高性能的测试仪器可谓是相得益彰，在此基础上它为触发、中断等功能的开发提供了非常重要的背板结构。该类型的总线仪器主导了自动测试系统跨时代的大变革，即便技术上缺少让我们能够耳目一新的内容，却也在观念上进步了一大步，它对ATE进行了全方位的改造。因其pc机总线以及GPIB总线的特点，所以在性能上它是非常有保障的。而在软件方面，VXL充分利用了PC终端的操作系统、通用软件以及各类软件工具，此外它还继承了GPLB所沿用的488.1、488.2和SCPL，自此从仪器之间的信息交换到系统操作的运行程序之间已经建立起了高度统一的软件环境。

4现代计量测量仪器的主要发展方向

4.1高智能化的发展趋势

从仪器仪表系统的应用范围来看，这一类设备已经在国防工业、学术研究和工业生产等多个领域得到了应用。在这些设备的应用过程中，为了让其在实际应用中的便利性得到提升，虚拟现实技术的应用和高智能化的计算机语言的应用，会成为这一类仪器在未来发展过程中所表现出来的一种发展方向。

4.2技术的发展

测量仪器的工作性能随着数据处理方法的不断升级现代数据融合技术、人工神经网络技术和模糊信息处理技术在仪器仪表系统中的使用而得到了很大的提升。比如，将传感器与温度自动测试仪器利用融合技术进行连接，提高测量结果准确性，保证工作质量。人工神经网络拥有学习能力，记忆能力，联想能力，跟人相似，具有比较灵活的拓扑结构及权重自适应性。可以在仪器仪表系统的故障诊断工作中广泛的使用。模糊信息处理技术的特点是简单，方便，比较容易进行逻辑计算，可以将该技术运用在智能传感器和智能仪器上。

结语

综上所述，仪器仪表系统与工业生产息息相关，只有提高仪器的灵活性以及测试精度，才能够保证测试效果，进而优化工业生产。未来仪器仪表系统的发展与计算机系统是紧密融合在一起的，相关人员应该顺应这一趋势，在计算机网络技术的舞台上用自身的努力去创造“新一代自动化测试仪器”。上文中笔者对仪器仪表系统发展趋势的相关问题进行了总结。

参考文献

[1]张军.探究现代计量测试仪器的特点与发展方向[J].山东工业技术，2016，20：279.

[2]李宏校.现代计量测试仪器的特点与发展方向[J].中国新技术新产品，2015，22：90.

[3]代大山，王勇.电子仪器发展趋势[J].电子质量，2004，（10）：9-11.