仪器的基础。

展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。

70 年代初

世界上出现了第一种微处理器以来，计算机技术发展迅猛，带来了测量仪器仪表产业的一
次技术革命，并取得了巨大的进步。仪器仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理及系
统控制等多方面取得进展。到

90 年代，在高准确度、高性能、多功能的测量仪器中基本上都

采用了微处理器技术。当前，国际上自动化仪表与系统正进行着一场新的变革，即仪表的智
能化，网络化，总线化与开放性。

4 自动化仪表的发展方向

科学技术的进步不断对仪器仪表提出更高更新的要求。仪器仪表的发展趋势是不断利用

新的工作原理和采用新材料及新的元器件。传统的测量仪器主要由

3 个功能块组成:信号的

采集与控制单元、信号的分析与处理单元、结果的表达与输出单元。由于这些功能块基本上是
以硬件或固化的软件形式存在，因此传统仪器的设计复杂，灵活性差，没有摆脱独立使用
手动操作的模式，整个过程几乎仅限于模仿人工测试的步骤，给它的发展带来了很大的局
限性。近年来，计算机科学和微电子技术的迅速发展和普及，导致了仪表的结构概念和设计
观点等都发生了突破性的变化，形成了一类具有普通仪表的基本功能，又有一般仪表所没
有的特殊功能的高档低价仪表。以下将分别介绍当前仪表的

4 个发展方向。

4.1 智能化

现代自动化仪表的智能化是指采用大规模集成电路技术、微处理器技术、接口通信技术，

利用嵌入式软件协调内部操作，使仪表具有智能化处理的功能，在完成输入信号的非线性
处理，温度与压力的补偿，量程刻度标尺的变换，零点的漂移与修正，故障诊断等基础上
还可完成对工业过程的控制，使控制系统的危险进一步分散，并使其功能进一步增强。这类
产品以数字输出形式出现，不但大大提升了仪表性能，而且便于信息沟通，还可通过网络
组成新型的、开放式的过程控制系统

;

4.2 总线化

过程控制系统自动化中的现场设备通常称为现场仪表。现场仪表主要有变送器，执行器，

在线分析仪表及其它检测仪表。现场总线技术的广泛应用，使组建集中和分布式测试系统变
得更为容易。然而集中测控越来越不能满足复杂、远程及范围较大的测控任务的需求，必须
组建一个可供各现场仪表数据共享的网络，现场总线控制系统

(FCS)正是在这种情况下出现

的。它是一种用于各种现场智能化仪表与中央控制之间的一种开放、全数字化、双向、多站的
通信系统。目前现场总线已成为全球自动化技术发展的重要表现形式，它为过程测控仪表的
发展提供了千载难逢的发展机遇，并为实现进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应、低消
耗等方面提供了巨大动力和发展空间。同时，各现场总线控制系统制造厂家为了使自己的现
场总线控制系统

(FCS)能得到应用，纷纷推出与其控制系统配套的具有现场总线功能的测量

仪表和调节阀，形成了较为完整的现场总线控制系统体系。
4.3 网络化

现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息

网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术
的发展，有可能不久将会出现以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即

IP 智能现

场仪表，图

1 显示了基于嵌入式 Internet 的控制网络体系结构。其特点是:首先 Ethernet 贯穿

于网络的各个层次，它使网络成为透明的，覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了真正意
义上的办公自动化与工业自动化的无缝结合，因而我们称它为扁平化的工业控制网络。其良
好的互连性和可扩展性使之成为一种真正意义上的全开放的网络体系结构，一种真正意义
上的大统一。因此，基于嵌入式

Internet 的控制网络代表了新一代控制网络发展的必然趋势，