從模擬到虛擬，儀器設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷

      儀器設(shè)備作為科研信息的源頭，是人類獲取有關(guān)自然界知識，認識世界的重要工具，它在人與自然的邏輯關(guān)系中起著橋梁和紐帶的作用。那么儀器設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段呢?縱觀儀器技術(shù)的發(fā)展，儀器設(shè)備技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷主要有：模擬儀器、數(shù)字儀器、智能儀器和虛擬儀器。

      模擬儀器設(shè)備

      20世紀(jì)50年代以前，電測量技術(shù)主要是模擬測量，此類儀器的基本結(jié)構(gòu)是電磁機械式，主要是借助指針來顯示測量結(jié)果。宏觀物理量本質(zhì)上大都是固定或連續(xù)變化的模擬量，直接對模擬量的測量稱“模擬測量”。由于儀器本身的局限性，示值的分辨力只能達到2--3位有效數(shù)字，而模擬信號(測量數(shù)據(jù))在測量過程中易受噪聲和干擾的影響而變化。

      數(shù)字儀器設(shè)備

      20世紀(jì)50年代，數(shù)字技術(shù)的引入和集成電路的出現(xiàn)，使電測儀器由模擬式逐漸演化為數(shù)字式。其特點是將模擬信號測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號測量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測量。這類儀器目前相當(dāng)普及，如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計等。

      隨著數(shù)字儀器的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)模擬式儀器正在逐漸被替代。雖然數(shù)字化儀器具有很多優(yōu)點，但是它仍然存在一些非常重要而又易于被忽略的問題，其中有些問題是測試儀器固有的，有些則是儀器數(shù)字化帶來的。

      智能儀器設(shè)備

      出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，是現(xiàn)代測試技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。智能儀器是含有微型計算機或者微型處理器的測量儀器，擁有對數(shù)據(jù)的存儲運算邏輯判斷及自動化操作等功能，即具有一定智能作用，故將其稱之為“智能儀器”。智能儀器將傳統(tǒng)數(shù)字儀器中控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)采集與處理、自調(diào)零、自校準(zhǔn)、自動調(diào)節(jié)量程等功能改由微處理器完成，從而提高測量精度和速度。

      智能儀器的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強、功耗低等優(yōu)勢，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

      虛擬儀器設(shè)備

      這一概念早在20世紀(jì)70年代就已提出，但真正得以實現(xiàn)則是在PCI、GPIB、VXI、PXI等總線標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之后才變?yōu)榭赡埽㈦S著卡式儀器、VXI總線儀器、PXI總線儀器等的推出而得到迅速發(fā)展。虛擬儀器是通過增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的儀器。其利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。

      虛擬儀器是現(xiàn)代計算機技術(shù)與儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，軟件在儀器的開發(fā)和使用的全過程中起著至關(guān)重要的作用，可以說沒有了軟件就沒有虛擬儀器。它基于“軟件就是儀器”的思想，利用最新的計算機技術(shù)來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器的功能，真正實現(xiàn)由用戶自己設(shè)計和定義滿足自己特殊要求的儀器。但是虛擬儀器都是靠數(shù)據(jù)采集卡，1，頻率一定有限制，不會太高，一般就是幾個GHz，2可計量性較差，不好溯源。

      至今，儀器設(shè)備的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣泛，并且隨著科技的進步，儀器設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域還將獲得更為迅速的的拓展。現(xiàn)代科技的進步，使儀器儀表的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊，越來越深入。這一切，無疑為儀器儀表的進一步發(fā)展提供了強大動力，并展示了光明的前景。

      科學(xué)技術(shù)的進步不斷對儀器儀表提出更高更新的要求。儀器儀表的發(fā)展趨勢是不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件，例如利用超聲波、微波、射線、紅外線、核磁共振、超導(dǎo)、激光等原理和采用各種新型半導(dǎo)體敏感元件、集成電路、集成光路、光導(dǎo)纖維等元器件。其目的是實現(xiàn)儀器儀表的小型化，減輕重量、降低生產(chǎn)成本和更便于使用與維修等。另一重要的趨勢是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能，擔(dān)高儀器儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用，而且可能過標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結(jié)合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。

      儀器儀表行業(yè)是中國發(fā)展的新型行業(yè)，在與國際接軌的同時，中國的儀器儀表行業(yè)發(fā)展有了長足的進步空間具備了與國際競爭的實力。通過科技攻關(guān)、聯(lián)合開發(fā)、合資合作和引進技術(shù)消化吸收國產(chǎn)化等多種形式，使中國儀器儀表行業(yè)部分中高檔主導(dǎo)產(chǎn)品縮小了與國際先進水平的差距，并形成生產(chǎn)能力。一批國有、集體、民營、三資企業(yè)和科研院所通過市場競爭，在行業(yè)中脫穎而出，并顯現(xiàn)出良好發(fā)展勢頭和后勁，已形成主導(dǎo)、核心力量。

      未來，我國儀器設(shè)備行業(yè)還需進一步發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)品，擴大出口;提高企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平，加強自主創(chuàng)新能力;努力擴大儀器設(shè)備技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，提高市場競爭能力，使儀器設(shè)備行業(yè)真正進入一個穩(wěn)定發(fā)展階段。