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科学检测仪器起步晚发展快市场前景大
来源:亚辰电子    发布时间:2013年9月4日    查看次数:319

    随着智能自动化技术应用的日益深入及应用范围与规模的不断扩大,据亚辰电子(www.yachen.com.cn)了解,我国的仪器仪表产业的发展水平必将快速迈向更高阶段。加强科学仪器设备及检测技术的自主研究开发,进口食品安全检测设备的重要性已得到国家各部门的共识。一方面,通过国家自然基金委的科学仪器基础研究专项、重大科学仪器装置研究专项,科技部的国家重大科学仪器设备开发和应用专项、国家科技支撑计划科学仪器研究与开发计划、863计划、973计划、火炬计划成果推广计划,国家发改委的科学仪器设备高技术产业化专项等项目的支持加大了对食品安全检测设备研发的投入;另一发面,鼓励企业自身投入研发经费进入良性发展轨道。
    我国科学检测仪器产业起步晚,但发展较快、可借鉴的空间大,近年来已经逐步建立并完善科学仪器设备自主创新原理研究、技术开发、产业化研究和应用示范的完整链条,尤其是因食品安全检测仪器的内需旺盛,极大地促进了科学仪器产业的发展,取得了许多令人瞩目的成绩。
    仪器仪表需要在结构、性能改进中的应用。智能自动化技术为仪器仪表与测量的相关领域的应用开辟了广阔的前景。运用智能化软硬件,使每台仪器或仪表能随时准确地分析、处理当前的和以前的数据信息,恰当地从低、中、高不同层次上对测量过程进行抽象,以提高现有测量系统的性能和效率,扩展传统测量系统的功能,如运用神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术,使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能。
    仪器仪表中采用微处理器、微控制器等微型芯片技术,设计模糊控制程序,设置各种测量数据的临界值,运用模糊规则的模糊推理技术,对事物的各种模糊关系进行各种类型的模糊决策。其优势在于不必建立被控对象的数学模型,也不需大量的测试数据,只需根据经验,总结合适的控制规则,应用芯片的离线计算、现场调试,按我们的需要和精确度产生准确的分析和准时的控制动作。
    传感器测量中,智能自动化技术的应用更为广泛。用软件实现信号滤波,如快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换等技术,是简化硬件,提高信噪比,改善传感器动态特性的有效途径,但需要确定传感器的动态数学模型,而且高阶滤波器的实时性较差。
    运用神经网络技术,可实现高性能的自相关滤波和自适应滤波。充分利用人工神经网络技术强有力的自学习、自适应、自组织能力,联想、记忆功能以及对非线性复杂关系的输入、输出间的黑箱映射特性,无论在适用性和快速实时性等各方面都将大大超过复杂函数式,可充分利用多传感器资源,综合获取更准确、更可信的结论。其中实时与非实时的、快变与缓变的、模糊和确定性的数据信息,可能相互支持,也可能相互矛盾,此时,对象特征的提取、融合,直至最终决策,作出正确的判断,将成为难点。于是神经网络或模糊逻辑将成为最值得选用的方法。例如,气体传感阵列用于混合气体识别,在信号处理方法上可采用自组织映射网络和BP网络相结合,先进行分类,再识别组分,将传统方法的全程拟合转化为分段拟合,以降低算法的复杂度,提高识别率。又如,食品味觉信号的检测和识别的难度,曾一度是研究与开发单位的主要障碍所在。如今可利用小波变换进行数据压缩和特征提取,然后将数据输入用遗传算法训练过的模糊神经网络,则大大提高了对简单复合味的识别率。再如,在布匹面料质量的评定,柔性操作手对触觉信号的处理,机器的故障诊断领域,智能自动化技术也都取得了大量的成功实例。
    仪器与测量技术和计算机技术的结合,不但大大提高了测量精确度与智能自动化水平,特别是计算机的硬件软化和软件模块化的虚拟仪器的迅猛发展,以及其与网络化系统资源程序的统一和优化性能配置,为仪器仪表的智能化水平的迅速提高,创造了越来越优越的条件。在仪器仪表结构设计中,仪器厂家过去都是以源代码形式向用户提供智能虚拟仪器即插即用的仪器驱动器,为了简化最终用户的使用操作与开发过程,不断提高运行效率,以及编程质量和编程灵活性,相关仪器厂家在VXI即插即用的总线仪器驱动器标准的基础上作出了一套新的智能化仪器驱动软件规范,在虚拟仪器结构与性能上进行了下述多方面改进。
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