發(fā)展現代儀器儀表的關(guān)鍵技術(shù)

從現代儀器儀表科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)，可以列出儀器儀表發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)如下。

    ① 傳感技術(shù)

    傳感技術(shù)不僅是儀器儀表實(shí)現檢測的基礎，它也是儀器儀表實(shí)現控制的基礎。這不僅因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎，并且是由于控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。

    廣義而言傳感技術(shù)必須感知三方面的信息，它們是客觀(guān)世界的狀態(tài)和信息，被測控系統的狀態(tài)和信息以及操作人員需了解的狀態(tài)信息和操控指示。在這里應注意到客觀(guān)世界無(wú)窮無(wú)盡，測控系統對客觀(guān)世界的感知主要集中于與目標相關(guān)的客觀(guān)環(huán)境（簡(jiǎn)稱(chēng)既定目標環(huán)境），既定目標環(huán)境之外的環(huán)境信息可通過(guò)其它方法采集。被測控系統可以是簡(jiǎn)單的物或單一的樣本，可以是復雜的無(wú)人直接操縱的自動(dòng)系統，可以是有人（群）在內操作的大型自動(dòng)化系統或社會(huì )活動(dòng)系統，也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態(tài)為目標的傳感技術(shù)是醫療診治儀器的基礎和核心。操作人員可以是單人，但在系統化、網(wǎng)絡(luò )化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。

    窄義而言，傳感技術(shù)主要是客觀(guān)世界有用信息的檢測，它包括有用被測量敏感技術(shù)，涉及各學(xué)科工作原理、遙感遙測、新材料等技術(shù)；信息融合技術(shù)，涉及傳感器分布，微弱信號提�。ㄔ鰪姡�，傳感信息融合，成像等技術(shù)；傳感器制造技術(shù)，涉及微加工，生物芯片，新工藝等技術(shù)。

    ② 系統集成技術(shù)

    系統集成技術(shù)直接影響儀器儀表和測量控制科學(xué)技術(shù)的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統、大型裝置的自動(dòng)化程度和效益有決定性影響，它是系統級層次上的信息融合控制技術(shù)，包括系統的需求分析和建模技術(shù)，物理層配置技術(shù)，系統各部份信息通信轉換技術(shù)，應用層控制策略實(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)。

    ③ 智能控制技術(shù)

    智能控制技術(shù)是人類(lèi)以接近最佳方式，通過(guò)測控系統以接近最佳方式監控智能化工具、裝備、系統達到既定目標的技術(shù)，是直接涉及測控系統的效益發(fā)揮的技術(shù)，是從信息技術(shù)向知識經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。智能控制技術(shù)可以說(shuō)是測控系統中最重要和最關(guān)鍵的軟件資源。從目前發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERP/MES/PCS三級結構的計算機測控系統中，軟件的價(jià)格已超過(guò)硬件的3倍。而有關(guān)石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動(dòng)化測控系統的先進(jìn)控制軟件價(jià)格就超過(guò)系統硬件價(jià)格。智能控制技術(shù)包括仿人的特征提取技術(shù)，目標自動(dòng)辨識技術(shù)，知識的自學(xué)習技術(shù)，環(huán)境的自適應技術(shù)，最佳決策技術(shù)等。

    ④ 人機界面技術(shù)

    人機界面技術(shù)主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備、主系統的操作員操作儀器儀表或主設備、主系統服務(wù)。它使儀器儀表成為人類(lèi)認識世界、改造世界的直接操作工具。儀器儀表、甚至配有儀器儀表的主設備、主系統的可操作性、可維護性主要由人機界面技術(shù)完成。儀器儀表具有一個(gè)美觀(guān)、精致、操作簡(jiǎn)單、維護方便的人機界面，常成為人們選用儀器儀表及配有儀器儀表的主設備、主系統的一個(gè)重要條件。

人機友好界面技術(shù)包括顯示技術(shù)、硬拷貝技術(shù)、人機對話(huà)技術(shù)、故障人工干預技術(shù)等�？紤]到操作人員從單機單人向系統化、網(wǎng)絡(luò )化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發(fā)展、人機友好界面技術(shù)正向人機大系統技術(shù)發(fā)展。此外，隨著(zhù)儀器儀表的系統化、網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展，識別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術(shù)也日益受到重視。

    ⑤ 可靠性技術(shù)

    隨著(zhù)儀器儀表和測控系統應用領(lǐng)域的日益擴大，可靠性技術(shù)特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業(yè)設施，大型工程和工業(yè)生產(chǎn)中起到提高戰斗力和維護正常工作的重要作用。這些部門(mén)一旦出現故障，將導致災難性的后果。因此裝置的可靠性、安全性、可維性、特別是包括受測控系統在內的整個(gè)系統的可靠性、安全性、可維性顯得特別重要。像2003年8月15日美國、加拿大大面積停電的事故，是決不應由部分設備故障而擴展造成！電流校正器| 多功能校正器| 濕度校正儀| ph校正器| 流量計|

    儀器儀表和測控系統的可靠性技術(shù)除了測控裝置和測控系統自身的可靠性技術(shù)外，同時(shí)還要包括受測控裝置和系統出現故障時(shí)的故障處理技術(shù)。測控裝置和系統可靠性包括故障的自診斷、自隔離技術(shù)，故障自修復技術(shù)，容錯技術(shù)，可靠性設計技術(shù)，可靠性制造技術(shù)等。