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数字化检测的形成与发展历程

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:检测技术及检测系统经历了由机械式仪表到光学仪表、电动量仪、自动化检测系统及智能仪器的发展历程。这类仪表将待测的模拟信号转换为数字信号进行测量,并以数字形式显示最终的测量结果。虚拟仪器成为当今仪器、仪表发展的又一个新方向。人工智能原理及技术的发展,人工神经网络技术、专家系统、模式识别技术等在检测中的应用,进一步促进了检测智能化的进程,成为21世纪检测技术的发展方向。

数字化检测的形成与发展历程

检测技术及检测系统经历了由机械式仪表到光学仪表、电动量仪、自动化检测系统及智能仪器的发展历程。例如,长度测量从卡尺、千分尺等机械量具发展到光学比长仪、万能工具显微镜等光学量仪,其检测精度从0.01mm提高到1nm左右。20世纪60年代,随着半导体技术的发展,出现了电动量仪,如电感测微仪、激光干涉仪等。检测精度提高到0.1μm左右。最初的电动量仪或其他模拟仪表是以模拟电路和指针式显示为基础的,利用指针偏转显示最终的测量结果。第二代电动量仪是数字式仪表。这类仪表将待测的模拟信号转换为数字信号进行测量,并以数字形式显示最终的测量结果。数字式仪表消除了人工判读误差,提高了测量精度和响应速度,并使自动检测系统的设计开发更为方便。

20世纪80年代,随着计算机科学技术的发展,特别是微处理器和个人电脑的出现,推动了以检测仪器与微处理器结合为特征的智能仪器的诞生。这些智能仪器不仅能进行测量并输出测量结果,还能对结果进行存储、提取、加工与处理。

在智能仪器诞生不久,产生了另一类仪表—个人仪表(Personal Instrument)。个人仪表是将少量专用功能板插到微型计算机中,或者插在专用的外接扩充箱中,与计算机形成一个具有测量功能的组合体。例如,1981年Northwest仪器系统公司研制成功第一台“个人仪表”85ascope(数字滤波器型号)数字滤波器,其专用功能板可插在任何一种Apple Ⅱ或其兼容机内,使用两个插槽,可用于带宽50MHz信号的分析记录。

1986年,National Instrument公司开发了LabView1.0软件工具,使仪器的开发简化为软件设计,并逐渐形成一个全新概念的新型仪器—虚拟仪器(Virtual Instrument)。虚拟仪器成为当今仪器、仪表发展的又一个新方向。(www.xing528.com)

20世纪90年代,微机械研究获得巨大成功,实现了传感器的微型化,进而实现传感器与信号调理电路和微处理机的集成,产生了高度集成的智能传感器(Smart Sensor)。

人工智能原理及技术的发展,人工神经网络技术、专家系统模式识别技术等在检测中的应用,进一步促进了检测智能化的进程,成为21世纪检测技术的发展方向。

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