分析式仪器仪表的特点

随着微电子技术的发展,微处理器的速度越来越快,价格越来越低,已被广泛应用于仪器仪表中,使得一些实时性要求很高,原本由硬件完成的功能,可以通过软件来实现。甚至许多原来用硬件电路难以解诀或根本无法解决的问题,也可以采用软件技术很好地加以解决。数字信号处理技术的发展和高速数字信号处理器的广泛采用,极大地增强了仪器的信号处理能力。
数字滤波、FFT、相关、卷积等是信号处理的常用方法,其共同特点是,算法的主要运算都是由迭代式的乘和加组成,这些运算如果在通用微机上用软件完成,运算时间较长,而数字信号处理器通过硬件完成上述乘、加运算,大大提高了仪器性能,推动了数字信号处理技术在仪器仪表领域的广泛应用。
集成化大规模集成电路LSI技术发展到今天,集成电路的密度越来越高,体积越来越小,内部结构越来越复杂,功能也越来越强大,从而大大提高了每个模块进而整个仪器系统的集成度。模块化功能硬件是现代仪器仪表的一个强有力的支持,它使得仪器更加灵活,仪器的硬件组成更加简洁,比如在需要增加某种测试功能时,只需增加少量的模块化功能硬件,再调用相应的软件来使用此硬件即可。
通用化现代仪器(颗粒计数器等)仪表强调软件的作用,选配一个或几个带共性的基本仪器硬件来组成一个通用硬件平台,通过调用不同的软件来扩展或组成各种功能的仪器或系统。一台仪器大致可分解为三个部分:1)数据的采集;2)数据的分析与处理;3)存储、显示或输出。传统的仪器是由厂家将上述三类功能部件根据仪器功能按固定的方式组建,一般一种仪器只有一种或数种功能。而现代仪器则是将具有上述一种或多种功能的通用硬件模块组合起来,通过编制不同的软件来构成任何一种仪器。性能衡量仪器仪表性能的主要技术指标有度、灵敏度、响应时间等。度表示仪表测量结果与被测量真值的一致程度。仪器仪表的度常用度等级来表示,例如0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级等。0.1级表仪表总的误差不超过±1.0%范围。度等级数小,说明仪表的系统误差和随机误差都小,也就是这种仪表精密。灵敏度表示当被测的量有一个很小的增量时与此增量引起仪表示值增量之比,它反映仪表能够测量的最小被测量。响应时间是指仪表输入一个阶跃量时,其输出由初始值*次到达最终稳定值的时间间隔,一般规定以到达稳定值的95%时的时间为准。此外,还有重复性、线性度、滞环、死区、漂移等性能技术指标。

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