電子檢測技術及其發展論文
電子檢測技術及其發展論文
摘要：隨著電子技術、計算機技術、通訊技術和自動化技術的高速發展，對電子檢測儀器在速度上、精度上、功能上提出了更高要求。本文介紹了現代電子檢測儀器的發展及其主要技術。
論文關鍵詞：檢測儀器,智慧,模組,網路
一、前言
近年來，電子技術、計算機技術、通訊技術和自動化技術的高速發展，對檢測儀器檢測速度、準確度以及檢測功能等整個效能方面提出了更高要求。而這些技術的發展也推動了電子測量技術的快速發展。同時也給測量儀器提供了巨大的市場，大量的新型產品都需要透過儀器的測量才能投放市場，所以這就對儀器的功能及測量能力有一個新的要求，以幫助工程技術人員在生產中適應眾多的工業標準和有效的處理各種問題。除以上技術外，現代監測和感測技術，顯示技術、數字訊號處理技術和系統理論研究，也為檢測過程的數字化、智慧化創造了條件。總體來看，檢測儀器的發展到目前已經經歷了三個階段：第一代是模擬儀器；第二代是數字式儀器，它是以數位電路進行資訊的數字化處理，然後數字顯示，這種儀器比模擬儀器的測量精度要高，響應速度快；第三代儀器是智慧化儀器，它內部含有微控制器，無論數字採集和處理都是由微控制器控制。
二、智慧儀器
在智慧儀器中，它們結構與計算所相同而能完成儀器的有關功能，是因為智慧儀器中利用微控制器的算術邏輯處理能力和以軟體取代過去的電子線路和硬體功能，軟體的靈活性使得智慧儀器可以用各種軟體和處理方法進行資訊的採集、處理和儲存，而無需專用的電子線路，從而大大簡化了智慧儀器的控制結構。對於智慧儀器而言，其硬體是資料採集技術及輸入輸出技術，包括微控制器、介面和輸入輸出裝置；而軟體實現資料處理包括取樣、濾波、處理，把輸入資訊進行加工後產生所需的輸出訊號送到輸出電路去顯示或傳送。
為了提高儀器的精確度，在智慧儀器中有的還設定了自動校正、自選量程等功能。例如青島艾諾智慧儀器有限公司生產的9601型耐電壓測試儀的輸出電壓，就採用分段軟體補償，消除變壓器、電感等器件的不一致性帶來的細小偏差，使0~5KV全量程電壓相對誤差精度保持在3%以內。部分儀器為了擴充套件自身功能，在智慧儀器中設定了多種物理測量功能，如：量制變換功能、間接結果計算功能、自動控制功能、列印功能、停電儲存功能、自診斷和自測試等一些傳統儀器無法實現的功能，所以智慧儀器不再是一種功能單一的儀器，而是一臺多功能儀器。
智慧儀器和傳統儀器無論在結構上或技術上都有很大區別，現代化的絕大多數測量儀器都基於微處理器化的智慧式設計原理，所以智慧儀器具有以下特點：
1、檢測與操作的自動化
2、資訊傳輸與交換
3、小型化和多功能化
4、提高了檢測結果的可靠性
5、縮短了儀器的設計和研製週期
三、檢測儀器的模組化
在測試系統中除了至今仍廣泛採用GPIB系統外，近年來出現VXI匯流排及檢測系統，它是以計算機為中心，配接一些功能模組而構成的模組化測試系統。VXI系統具有使用靈敏方便、開放性強、標準化程度高、擴充套件性好、資料傳輸速度快、體積小、模組重複使用等優點，便於充分發揮計算機能力。同時VXI匯流排系統結構還允許不同廠家生產的`各種儀器、介面插板或計算所以模組共存於同一VXI匯流排主機箱中，所以VXI匯流排系統具有非常好的開放性和靈活性。
另外，還由於模組化測試系統具有通用的硬體平臺，如果配以不同的測試模組，就可以將不同的測試功能有效地組合在一起，縮短了系統的組建時間。模組化測試系統還有利於測試系統本身的擴充套件，如果需要，就可以方便地加入一個測試模組或更換一個測試模組，而不用重新購買一個完全新的系統，具有極強的靈活性。
四、檢測儀器的網路化
現代的資訊工業是以測量為主的資訊採集，以通訊為主的資訊傳輸和以計算機技術為主的資訊分析處理為其主要的基本環節。測量與通訊及計算機技術的結合，形成了相互配合，共同提高的態勢。就測量和儀器而言，雖然微處理器的應用已改變了它們的面貌，但傳統測量至今大多仍使用孤立或區域性控制的儀器或測試系統，來取得單一的測試資料。面三種技術的結合，能使測量成為資訊採集、傳輸和處理閉合環路中不可分割的組成部分。隨著計算機網路技術、現代通訊技術、資料庫技術的高速發展，測試系統與計算機網和通訊網的結合正在為一種趨勢。
另外，在現代化工業生產中為了保證產品的100%合格率，就必須在整個生產過程中實時跟蹤每一個環節，並及時反饋測試資訊，崗位操作人員根據所獲得的資訊資料隨時進行處理，可以說由單件儀器向網路測試系統的轉變是一種必然的發展趨勢。
五、虛擬儀器
隨著現代計算機技術的高速發展，計算機硬體價格的不斷下降，通用硬體平臺和虛擬儀器也正在成為一種新的趨勢，通用硬體平臺主要包括用於資料採集、訊號分析處理和訊號輸出顯示等帶有共性的硬體，例如微型計算機、A/D和D/A變換器、顯示器等，有了這些通用硬體平臺，根據不同儀器的具體技術要求，開發出相應的軟體，就可以產生不同的測試功能的輸出多種測試訊號。虛擬儀器充分利用了微型計算機強大的軟硬體技術，可以設計出風格不同的人機操作介面，並且易於隨著計算機軟、硬體的升級而升級。虛擬儀器允許使用者在通用硬體平臺上根據自己的需要構造儀器，充分發揮計算機或數字訊號處理器的作用，對儀器功能進行變換組合，因而比實物儀器更具有靈活性。
在當今科技的高速發展中，測量技術和實驗手段的現代化已成為科技現代化的重要條件和標誌。隨著計算機技術與智慧感測技術的不斷髮展，檢測儀器也將朝著“更快、更寬、更深”方向發展。