智能自動(dòng)化技術(shù)在儀器儀表和測(cè)量中的應(yīng)用

HC加熱網(wǎng)絡(luò)1、在改善儀器結(jié)構(gòu)和性能中的應(yīng)用

首先，智能自動(dòng)化技術(shù)為儀器儀表和相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景。使用智能軟件和硬件，每臺(tái)儀器或儀表都可以隨時(shí)準(zhǔn)確地分析和處理當(dāng)前和以前的數(shù)據(jù)信息，并適當(dāng)?shù)貜牡?，中和高水平抽象出測(cè)量過(guò)程，以改善現(xiàn)有的測(cè)量系統(tǒng)。儀器擴(kuò)展了傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)的功能，例如使用智能技術(shù)（例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法，進(jìn)化計(jì)算和混沌控制）來(lái)使儀器實(shí)現(xiàn)高速，高效，多功能，高移動(dòng)性和其他表現(xiàn)。

其次自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，諸如微處理器和微控制器之類(lèi)的微芯片技術(shù)還可以用于分散式系統(tǒng)的不同儀器中，以設(shè)計(jì)模糊控制程序，設(shè)置各種測(cè)量數(shù)據(jù)的臨界值以及使用基于模糊規(guī)則的模糊推理技術(shù)。對(duì)事物的各種模糊關(guān)系做出各種類(lèi)型的模糊決策。它的優(yōu)點(diǎn)是不需要建立受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，也不需要大量的測(cè)試數(shù)據(jù)。只需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)則，應(yīng)用芯片的離線計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，即可根據(jù)我們的需求和準(zhǔn)確性生成準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。及時(shí)分析和控制操作。

尤其是在傳感器測(cè)量中，智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波，例如快速傅立葉變換，短時(shí)傅立葉變換，小波變換等技術(shù)，是簡(jiǎn)化硬件，提高信噪比并改善動(dòng)態(tài)特性的有效途徑。傳感器。但是，有必要確定傳感器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并且高層濾波器的實(shí)時(shí)性能較差。使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高性能的自相關(guān)濾波和自適應(yīng)濾波。充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)，自適應(yīng)，自組織功能，關(guān)聯(lián)和記憶功能，以及非線性和復(fù)雜關(guān)系的輸入和輸出之間的黑盒映射特性，無(wú)論適用性和快速的實(shí)時(shí)性能。兩者都將大大超出復(fù)雜的功能公式，并且可以充分利用多傳感器資源來(lái)全面獲得更準(zhǔn)確和可信的結(jié)論。其中，實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)，快速變化和緩慢變化的，模糊的和確定性的數(shù)據(jù)信息可能相互支持或相互矛盾。此時(shí)，提取并融合對(duì)象特征，直到做出最終決定，并做出正確的判斷。會(huì)成為難點(diǎn)。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或模糊邏輯將成為最有價(jià)值的方法。例如，氣體傳感器陣列用于識(shí)別混合氣體。在信號(hào)處理方法中，可以使用自組織映射網(wǎng)絡(luò)和BP網(wǎng)絡(luò)的組合首先進(jìn)行分類(lèi)，然后再識(shí)別組件，這將傳統(tǒng)方法的全過(guò)程擬合轉(zhuǎn)換為分段仿真。共同降低算法的復(fù)雜度，提高識(shí)別率。再例如，檢測(cè)和識(shí)別食物味道信號(hào)的困難曾經(jīng)是研發(fā)部門(mén)的主要障礙。如今，小波變換可用于數(shù)據(jù)壓縮和特征提取，然后將數(shù)據(jù)輸入經(jīng)過(guò)遺傳算法訓(xùn)練的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，從而大大提高了簡(jiǎn)單復(fù)合風(fēng)味的識(shí)別率。再例如，在評(píng)估織物的質(zhì)量，使用柔性操縱器處理觸覺(jué)信號(hào)以及機(jī)器故障診斷領(lǐng)域中，智能自動(dòng)化技術(shù)也取得了許多成功的例子。

2、在虛擬儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

儀器，測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，不僅極大地提高了測(cè)量精度和智能自動(dòng)化水平，尤其是虛擬儀器及其硬件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源程序的計(jì)算機(jī)硬件軟化和軟件模塊化的快速發(fā)展。儀器統(tǒng)一，優(yōu)化的性能配置為快速提高儀器的智能水平創(chuàng)造了越來(lái)越優(yōu)越的條件。

在儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，儀器制造商通常以源代碼的形式為用戶(hù)提供用于智能虛擬儀器的即插即用儀器驅(qū)動(dòng)程序。為了簡(jiǎn)化最終用戶(hù)的操作和開(kāi)發(fā)過(guò)程，不斷提高操作效率，并且為了提高編程質(zhì)量和編程靈活性，相關(guān)的儀器制造商在VXI即插即用的基礎(chǔ)上制定了一套新的智能儀器驅(qū)動(dòng)程序軟件規(guī)范。發(fā)揮總線儀器驅(qū)動(dòng)程序標(biāo)準(zhǔn)，并在虛擬儀器結(jié)構(gòu)和性能上進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的改進(jìn)。

首先，考慮到用戶(hù)的直覺(jué)，易用性和最大化的工作效率，并保持原始的VXI總線即插即用標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)編程接口以提供相同的函數(shù)調(diào)用格式。

其次，在最新的Labwindows / CVI5.0內(nèi)置開(kāi)發(fā)工具的基礎(chǔ)上，采用智能方式，可以在人為的作用下自動(dòng)生成智能虛擬儀器（IVI）的儀器驅(qū)動(dòng)程序代碼。計(jì)算機(jī)交互。它不僅簡(jiǎn)化了大量的編程工作量，而且統(tǒng)一了驅(qū)動(dòng)程序代碼的編程結(jié)構(gòu)和樣式，極大地方便了不同級(jí)別用戶(hù)的使用和維護(hù)。

同樣，一系列智能方法被應(yīng)用于識(shí)別，跟蹤和管理所有各種儀器狀態(tài)和設(shè)置，以便用戶(hù)可以直接訪問(wèn)所有低級(jí)設(shè)置，并且通過(guò)智能狀態(tài)管理，用戶(hù)可以“測(cè)試和開(kāi)發(fā)”根據(jù)他們的需要。隨意在兩種模式和“正常運(yùn)行”之間切換。在“測(cè)試和開(kāi)發(fā)”模式下，驅(qū)動(dòng)器可以智能地自動(dòng)完成一系列狀態(tài)檢查，以幫助發(fā)現(xiàn)各種編程錯(cuò)誤。當(dāng)程序調(diào)試正常使用時(shí)，用戶(hù)可以切換到“正常運(yùn)行”模式，以使驅(qū)動(dòng)程序軟件高速運(yùn)行。這不僅保證了儀器的安全性和可靠性，而且使軟件可以隨時(shí)處于高速運(yùn)行狀態(tài)，從而盡可能提高其運(yùn)行效率。

此外，由于使用了各種智能方法，驅(qū)動(dòng)程序可以實(shí)現(xiàn)多線程同時(shí)安全操作和多線程并行測(cè)試；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序還具有強(qiáng)大的仿真功能，無(wú)需連接實(shí)際儀器即可使用它，而無(wú)需開(kāi)發(fā)測(cè)試程序。

最后一個(gè)功能是驅(qū)動(dòng)操作僅與測(cè)試功能有關(guān)，與儀器使用的接口總線模式無(wú)關(guān)。僅使用初始化函數(shù)InitwithOptions來(lái)區(qū)分儀器接口總線和區(qū)域的不同用途。

簡(jiǎn)而言之，由于虛擬儀器使用了一系列智能自動(dòng)化方法，因此它完全改變了以前的VXI總線即插即用標(biāo)準(zhǔn)儀器驅(qū)動(dòng)程序。操作效率低，編程結(jié)構(gòu)和風(fēng)格不一致，編程困難，質(zhì)量低，工作量大。使用和維護(hù)麻煩等一系列缺陷，從而在高效，高質(zhì)量，安全，可靠，易用，靈活的條件下實(shí)現(xiàn)全面統(tǒng)一的運(yùn)行，顯示了智能自動(dòng)化技術(shù)在虛擬環(huán)境中的快速發(fā)展。儀器和整個(gè)儀器行業(yè)。深遠(yuǎn)的影響。

3、在儀器儀表網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

儀器和計(jì)算機(jī)一旦形成網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，便可以使用智能軟件和硬件（例如模式識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)，自適應(yīng)，自組織和關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)功能）充分發(fā)揮靈活性各種聯(lián)機(jī)的呼叫和合理配置電腦和儀器的各自資源特征和潛力產(chǎn)生了1 + 1> 2的綜合優(yōu)勢(shì)。例如，現(xiàn)在可以使用連接到Web的數(shù)字萬(wàn)用表和示波器，通過(guò)Internet和模式識(shí)別軟件來(lái)區(qū)分不同的時(shí)空條件和儀器特性，測(cè)量臨界值，并做出不同的特性響應(yīng)；也可以使用分布式數(shù)據(jù)。該采集系統(tǒng)取代了過(guò)去單獨(dú)使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，甚至可以跨越以太網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量和數(shù)據(jù)采集，以及進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)和應(yīng)用。

聯(lián)網(wǎng)的智能測(cè)量環(huán)境將各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)和儀器有機(jī)地鏈接到Internet上的不同任務(wù)，以完成各種形式的任務(wù)要求，例如在某個(gè)地方收集數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到各種需求。盡可能復(fù)制相同數(shù)據(jù)的多個(gè)副本，并將其發(fā)送給需要它們的部門(mén)；或定期將測(cè)量結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以便在需要時(shí)調(diào)出。而且，多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)監(jiān)視同一進(jìn)程。例如，各個(gè)部門(mén)的工程師和技術(shù)人員，質(zhì)量控制人員以及負(fù)責(zé)人可以在遠(yuǎn)程地點(diǎn)同時(shí)監(jiān)視和控制相同的生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程，而不必親自訪問(wèn)站點(diǎn)，但是可以及時(shí)收集所有信息。數(shù)據(jù)方面，制定決策或建立數(shù)據(jù)庫(kù)，分析現(xiàn)象定律。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，您可以立即顯示或重新配置它，或者立即討論該決定，并立即采取相應(yīng)的措施。

此外，信息處理技術(shù)的智能重建也將為儀器儀表創(chuàng)造更廣闊的舞臺(tái)。結(jié)合了計(jì)算機(jī)和專(zhuān)用集成電路（ASIC）優(yōu)點(diǎn)的可重配置計(jì)算機(jī)，不僅必須根據(jù)不同的計(jì)算任務(wù)，其指令級(jí)別，位級(jí)別，和管道級(jí)甚至任務(wù)級(jí)并行計(jì)算也使其運(yùn)行速度比通用計(jì)算機(jī)快數(shù)百倍。

綜上所述，隨著智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不斷深入，應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國(guó)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展水平將迅速邁向更高的階段。