浅谈智能仪器仪表技术的发展及其应用

浅谈智能仪器仪表技术的发展及其应用

高峰

152726198101200312

摘要：目前，我国工业产业创新发展下智能化仪器仪表的应用水平也不断提高，当前仪器仪表方面技术创新与应用，都为工业生产提供了有力依据。文章对智能仪器仪表技术的发展进行分析，探讨智能仪器仪表的应用策略。

关键字：智能仪表；仪器仪表；仪表技术；智能技术

引言

科技推动了各个领域的迅速发展，同时也为智能仪器的发展提供了有力的支持。智能仪器的应用还需要很长一段时间，我们要相信科学的力量，把它的作用最大化。未来的智能仪器，一定会有更多的用途，对社会的发展、对经济的发展，都有很大的帮助。随着社会经济的快速发展，信息化是时代的必然要求，各行各业必须顺应时代的发展，把信息技术运用到项目的管理中，持续提高公司的工作效率，提高公司的市场竞争能力。

1仪器仪表系统概述及应用现状

仪器仪表系统的组成主要分为三大部分，首先是传感器部分，主要负责工业生产现场数据的采集、存储和输出，一部分可以通过设置一些参数来实现报警的功能，但通常不具备分析能力，我们统称为“一次仪表”。第二部分是分析计算部分，主要负责接收“一次仪表”上传的信号，通过数码管、指针、液晶屏等模块显示实际的工业现场数据，通过内部的程序逻辑来发出声音报警或光电报警，结合标准的工业传输协议去控制一些执行机构。第三部分就是执行机构，主要负责控制实际工业生产过程，比如电磁阀、风机等，严格意义讲第三部分属于实际工业设备，作为仪器仪表的被控对象，是仪器仪表系统的中不可缺少的一部分。在工业发展史中，经历了三次具有里程碑意义的工业革命，从第二次工业革命开始，人类开始进入电气时代，所有的工业生产技术和产品都步入快速发展的轨道，直到第二次世界大战以后，人类才进入科技时代，上世纪70年代左右，工业离散控制系统的成熟应用，催生了现代工业标准体系，配套标准工业通讯协议的仪器仪表也被大量应用，这种成熟稳定的工业过程控制系统依然在发挥着重要作用，但传统仪器仪表的弊端开始逐渐显现，其过于依赖传统技术，厂家投入缺乏积极性，阻碍行业发展，有些在国际上淘汰的技术在国内还依然沿用，在信息化技术快速发展的今天，只有解决传统仪器仪表难改造、难创新、难监管的问题，才能有效推动工业发展，实现行业变革创新。

2智能仪器仪表技术的发展

在经济飞速发展的今天，电气信息技术的发展给电气自动化仪表控制技术指出了一条全新的发展路径与方向，进而降低生产成本，达到资源共享的目的。在电气自动化仪表与控制技术不断发展背景下，其在化学工业中得到广泛应用与普及，并取得良好成效。经过大量事实证明：电力自动仪表控制技术能够实时监控各种装置，及时发现并处理各种现象，从而避免了安全事故的出现。在当今化工发展趋势下，电气自动化仪表控制技术的应用前景十分广阔，其在化学工业上应用重点在于电气设备控制上，其敏感，便捷、精度高等优势，能够提升电气自动化仪表工作效率。化工生产过程中，很多操作是不能让工人到现场去做的，尤其对于一些易燃易爆有毒产品来说，更是要通过机械才能实现，并且电气设备最大的优势是能够通过电脑来完成，并且安全性较高，准确率高于手工操作，不仅节约人力成本还能提高经济效益。

3智能仪器仪表技术的应用分析

3.1传感控制技术

在电气自动化生产中，传感技术是一种重要的仪表控制技术，它是一种比较古老的控制技术，它是根据传感器的工作原理，向用户发出指令，从而达到对各种设备的有效控制，从而推动了电气自动化地发展。在感应控制中，其具体的信号流程是：首先，对所采集的信号进行运算，放大，再由变频器对数模进行变换，再利用比较器对其进行整形，把这些信号变换成数字，再把它们传送到微处理器，从而达到特殊的控制效果。在电气自动化领域，传感器技术能够预测和控制技术，从而提高电气自动化的效率和经济效益。

3.2人机界面技术

人机界面技术在仪器仪表系统中发挥着将仪器仪表与工作人员之间建立连接关系的作用，属于该系统运作的核心技术，可以将仪器仪表运行参数变化向工作人员实时展示和掌握；而工作人员即可根据所掌握运行参数编写控制指令信息，以提高系统安全稳定运行控制效果。工业化进程加快，各种先进技术手段在工业生产中融入和应用，使人机界面技术应用范围进一步扩大，以人机界面技术支持运行的仪器仪表系统，相关人员仅需在系统中输入对应操作指令，该系统将对相关程序自动化执行，既能提升控制效果，又能满足远程控制仪器仪表系统要求。从现阶段该项技术应用情况来看，仍有诸多不足和弊端有待改进，需要持续加大人机界面技术研究力度，以解决人机界面技术在仪器仪表系统中应用不完善问题。

3.3数字化改造中的应用

在实际工业生产环境中，依然有大量的仪表没有接入控制系统，水表、液位计等传统仪表不具备上传功能的情况也普遍存在，解决这类机械式仪表的数字化改造问题，也常常面临着人员、资金、厂家等客观因素的制约，实现这部分仪表的智能化改造对提升工业系统鲁棒性具有十分重要的意义。图像识别技术是人工智能领域的重要分支，现实世界的活动是一个统计与分类的过程，统计需要传感器去采集数据，就好像人的眼睛把现实景象传递给大脑，分类则需要根据一定规则去完成，规则制定的合理，分类的结果自然就更准确。图像识别技术通过把不同特征的对象分层，每一层都会有抽取其特征组成一条条规则，利用这些规则去判断计算出每一层的结果，经过大量统计分析之后，每一个特征值的算法都会生成一个专家模型，因为有大量数据的迭代，这个模型的识别速度是非常快的，以“机械式指针压力表”为例，表盘的很多细节都可以忽略，我们只关注指针和刻度的相对位置，首先把满量程的刻度细化处理，然后做刻度分割，分割完的结果为了便于分析需要做归一化处理，再通过数学工具实现刻度特征提取，这就完成了统计功能，利用这些结果去训练设计好的判别模型，就此可以实现机械式指针压力表实时数据采集输出的图像识别系统。在这个系统中，细化处理和专家模型设计非常重要，对象越复杂细化程度就越高，随之提取的特征量越多，训练需要的时间和算力也越大，但对于仪器仪表而言，被识别对象复杂度并不高，而且图像识别技术可以实现仪表数字化的“无感”升级，摆脱了仪表维保对工业生产过程的影响，也减轻了人工巡检的劳动强度，打破传统仪表“难维护、难升级、难监管”的瓶颈，保障工业生产过程实时高效运行。

3.4仪表虚拟化

在智能仪器的发展中，它的本质就是一个虚拟的设备，它的测量包括数据的采集、分析和显示，在这个过程中，数据的实时显示在PC上，只要有一个数据采集的硬件，就可以和PC机组成一个测试设备。在建立虚拟仪器的过程中，仪器可以共用一个硬件系统，仅需软件即可实现多功能的测量，而软件系统则是软件系统，它是仪器的主体，而传统的智能仪器则是以计算机技术和虚拟仪器为主，而仪器技术、交易软件系统则是虚拟仪器系统的重要组成部分。与此同时，相对传统的智能设备，在未来的发展中，虚拟设备的市场将会更加广阔。

结语

综上所述，仪器仪表在工业生产环境中发挥着重要作用，复杂的工业环境为仪表稳定工作带来不确定性，随着国家对工业智能化发展要求的不断深入，实现人工智能技术与传统仪表功能升级融合，重视自动化、智能化技术与仪器仪表的融合，推动仪表数字化的改革创新。

参考文献

[1]刘连城.智能仪器仪表技术的运用及发展探讨[J].大众标准化,2020(02):92+94.

[2]陈耿.智能仪器仪表技术前景与应用[J].电子测试,2017(14):125-126.

[3]武心贻,姬波.智能测控仪表技术的研究[J].科技创新与应用,2018(23):50.

[4]黄江源.智能仪器仪表技术进展及前瞻[J].科技资讯,2018(14):41.