电子检测技术及其发展

摘要：随着电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展，对电子检测仪器在速度上、精度上、功能上提出了更高要求。本文介绍了现代电子检测仪器的发展及其主要技术。
论文关键词：检测仪器,智能,模块,网络

　　一、前言

　　近年来，电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展，对检测仪器检测速度、准确度以及检测功能等整个性能方面提出了更高要求。而这些技术的发展也推动了电子测量技术的快速发展。同时也给测量仪器提供了巨大的市场，大量的新型产品都需要通过仪器的测量才能投放市场，所以这就对仪器的功能及测量能力有一个新的要求，以帮助工程技术人员在生产中适应众多的工业标准和有效的处理各种问题。除以上技术外，现代监测和传感技术，显示技术、数字信号处理技术和系统理论研究，也为检测过程的数字化、智能化创造了条件。总体来看，检测仪器的发展到目前已经经历了三个阶段：第一代是模拟仪器；第二代是数字式仪器，它是以数字电路进行信息的数字化处理，然后数字显示，这种仪器比模拟仪器的测量精度要高，响应速度快；第三代仪器是智能化仪器，它内部含有单片机，无论数字采集和处理都是由单片机控制。

　　二、智能仪器

　　在智能仪器中，它们结构与计算所相同而能完成仪器的有关功能，是因为智能仪器中利用单片机的算术逻辑处理能力和以软件取代过去的电子线路和硬件功能，软件的灵活性使得智能仪器可以用各种软件和处理方法进行信息的采集、处理和存储，而无需专用的电子线路，从而大大简化了智能仪器的控制结构。对于智能仪器而言，其硬件是数据采集技术及输入输出技术，包括单片机、接口和输入输出设备；而软件实现数据处理包括采样、滤波、处理，把输入信息进行加工后产生所需的输出信号送到输出电路去显示或传送。

　　为了提高仪器的精确度，在智能仪器中有的还设置了自动校正、自选量程等功能。例如青岛艾诺智能仪器有限公司生产的9601型耐电压测试仪的输出电压，就采用分段软件补偿，消除变压器、电感等器件的不一致性带来的细小偏差，使0~5KV全量程电压相对误差精度保持在3%以内。部分仪器为了扩展自身功能，在智能仪器中设置了多种物理测量功能，如：量制变换功能、间接结果计算功能、自动控制功能、打印功能、停电保存功能、自诊断和自测试等一些传统仪器无法实现的功能，所以智能仪器不再是一种功能单一的仪器，而是一台多功能仪器。

　　智能仪器和传统仪器无论在结构上或技术上都有很大区别，现代化的绝大多数测量仪器都基于微处理器化的智能式设计原理，所以智能仪器具有以下特点：

　　1、检测与操作的自动化

　　2、信息传输与交换

　　3、小型化和多功能化

　　4、提高了检测结果的可靠性

　　5、缩短了仪器的设计和研制周期

　　三、检测仪器的模块化

　　在测试系统中除了至今仍广泛采用GPIB系统外，近年来出现VXI总线及检测系统，它是以计算机为中心，配接一些功能模块而构成的模块化测试系统。VXI系统具有使用灵敏方便、开放性强、标准化程度高、扩展性好、数据传输速度快、体积小、模块重复使用等优点，便于充分发挥计算机能力。同时VXI总线系统结构还允许不同厂家生产的各种仪器、接口插板或计算所以模块共存于同一VXI总线主机箱中，所以VXI总线系统具有非常好的开放性和灵活性。

　　另外，还由于模块化测试系统具有通用的硬件平台，如果配以不同的测试模块，就可以将不同的测试功能有效地组合在一起，缩短了系统的组建时间。模块化测试系统还有利于测试系统本身的扩展，如果需要，就可以方便地加入一个测试模块或更换一个测试模块，而不用重新购买一个完全新的系统，具有极强的灵活性。

　　四、检测仪器的网络化

　　现代的信息工业是以测量为主的信息采集，以通信为主的信息传输和以计算机技术为主的信息分析处理为其主要的基本环节。测量与通信及计算机技术的结合，形成了相互配合，共同提高的态势。就测量和仪器而言，虽然微处理器的应用已改变了它们的面貌，但传统测量至今大多仍使用孤立或局部控制的仪器或测试系统，来取得单一的测试数据。面三种技术的结合，能使测量成为信息采集、传输和处理闭合环路中不可分割的组成部分。随着计算机网络技术、现代通信技术、数据库技术的高速发展，测试系统与计算机网和通信网的结合正在为一种趋势。

　　另外，在现代化工业生产中为了保证产品的100%合格率，就必须在整个生产过程中实时跟踪每一个环节，并及时反馈测试信息，岗位操作人员根据所获得的信息资料随时进行处理，可以说由单件仪器向网络测试系统的转变是一种必然的发展趋势。

　　五、虚拟仪器

　　随着现代计算机技术的高速发展，计算机硬件价格的不断下降，通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为一种新的趋势，通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件，例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等，有了这些通用硬件平台，根据不同仪器的具体技术要求，开发出相应的软件，就可以产生不同的测试功能的输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术，可以设计出风格不同的人机操作界面，并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器，充分发挥计算机或数字信号处理器的作用，对仪器功能进行变换组合，因而比实物仪器更具有灵活性。

　　在当今科技的高速发展中，测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展，检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。