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        《儀器儀表技術 》


         

        一、傳感技術

        傳感技術不僅是儀器儀表實現檢測的基礎,也是儀器儀表實現控制的基礎。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,要感知,否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。

        廣義而言傳感技術必須感知三方面的信息,它們是客觀世界的狀態和信息,被測控系統的狀態和信息以及操作人員需了解的狀態信息和操控指示。在這里應注意到客觀世界無窮無盡,測控系統對客觀世界的感知主要集中于與目標相關的客觀環境(簡稱既定目標環境),既定目標環境之外的環境信息可通過其它方法采集。被測控系統可以是簡單的物或單一的樣本,可以是復雜的無人直接操縱的自動系統,可以是有人(群)在內操作的大型自動化系統或社會活動系統,也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態為目標的傳感技術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、網絡化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。

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


        二、系統集成

        系統集成技術直接影響儀器儀表和測量控制科學技術的應用廣度和水平,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,包括系統的需求分析和建模技術,物理層配置技術,系統各部份信息通信轉換技術,應用層控制策略實施技術等。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。


        三、智能控制

        智能控制技術是人類通過測控系統以監控智能化工具、裝備、系統達到既定目標的技術,是直接涉及測控系統的效益發揮的技術,是從信息技術向知識經濟技術發展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統中很重要和很關鍵的軟件資源。從發展趨勢看,在企業信息化ERP/MES/PCS三級結構的計算機測控系統中,軟件的價格已超過硬件的3倍。而有關石化、冶金、電力、制藥行業中自動化測控系統的先進控制軟件價格就超過系統硬件價格。智能控制技術包括仿人的特征提取技術,目標自動辨識技術,知識的自學習技術,環境的自適應技術,決策技術等。


        四、人機界面

        人機界面技術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。它使儀器儀表成為人類認識世界、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完成。儀器儀表具有一個美觀、精致、操作簡單、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、主系統的一個重要條件。

        人機友好界面技術包括顯示技術、硬拷貝技術、人機對話技術、故障人工干預技術等??紤]到操作人員從單機單人向系統化、網絡化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發展、人機友好界面技術正向人機大系統技術發展。此外,隨著儀器儀表的系統化、網絡化發展,識別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術也日益受到重視。


        五、可靠性

        隨著儀器儀表和測控系統應用領域的日益擴大,可靠性技術特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業設施,大型工程和工業生產中起到提高戰斗力和維護正常工作的重要作用。這些部門一旦出現故障,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!

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

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