电子测量仪器的发展历程

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与必要的功能化硬件模块结合起来的一种仪器。虚拟仪器强调软件的作用，提出“软件就是仪器”的理念。而智能仪器和虚拟仪器这类现代仪器有着性能优异、功能多、仪器与计算机融合、硬件与软件结合等特点，其发展方向为智能化、模块化、虚拟化和网络化。

回顾电子测量仪器的发展历程，我们可以发现，从仪器使用的器件来看大致经历了三个阶段，即真空管时代、晶体管时代和集成电路时代。若从仪器的工作原理来看，又可以分为以下几个阶段。

第一阶段：模拟式电子仪器（又称指针式仪器）。这一代仪器应用和处理的信号均为模拟量，如指针式电压表、电流表、功率表及一些通用的测试仪器，均为典型的模拟式仪器。这一代仪器的特点是：体积大、功能简单、精度低、响应速度慢。

第二阶段：数字式电子仪器，如数字电压表、数字式测温仪、数字频率计等。它们的基本工作原理是将待测的模拟信号转换成数字信号并进行测量，测量结果以数字形式输出显示。数字式电子仪器与第一代模拟式电子仪器相比，具有精度高、速度快、读数清晰、直观的特点。其结果既能以数字形式输出显示，还可以通过打印机打印输出。此外，由于数字信号便于远距离传输，数字式电子仪器适用于遥测遥控。

第三阶段：智能型仪器。这一代仪器是计算机科学、通信技术、微电子学、数字信号处理、人工智能、VLSI等新兴技术与传统电子仪器相结合的产物。智能型仪器的主要特征是仪器内部含有微处理器（或单片机），它具有数据存储、运算和逻辑判断的能力，能根据被测参数的变化自动选择量程，可实现自动校正、自动补偿、自寻故障，以及远距离传输数据、遥测遥控等功能，还可以做一些需要人类的智慧才能完成的工作。也就是说，这种仪器具备了一定的智能，故称为智能仪器。

第四阶段：虚拟仪器。虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与必要的功能化硬件模块结合起来的一种仪器。用户可以通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像操作自己定义、自己设计的一台专用传统仪器一样，从而完成对被测控参数的采集、运算与处理、显示、数据存储、输出等任务。虚拟仪器强调软件的作用，提出“软件就是仪器”的理念。与传统仪器相比，虚拟仪器除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外，在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。

模拟式和数字式电子测量仪器也称为传统仪器，它们普遍存在全部由硬件组成、功能单一固定、精度较低、人工操作等特点，其发展方向为“软硬兼施”、多功能、高精度、自动化。而智能仪器和虚拟仪器这类现代仪器有着性能优异、功能多、仪器与计算机融合、硬件与软件结合等特点，其发展方向为智能化、模块化、虚拟化和网络化。

电子测量仪器的发展历程

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