儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。
廣義來說,儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能,例如用于工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的氣動調(diào)節(jié)儀表,和電動調(diào)節(jié)儀表,以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。
傳感技術(shù)不僅是儀器儀表實現(xiàn)檢測的基礎(chǔ),也是儀器儀表實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。這不僅因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎(chǔ),并且是由于控制達到的精度和狀態(tài),必需感知,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(shù)必須感知三方面的信息,它們是客觀世界的狀態(tài)和信息,被測控系統(tǒng)的狀態(tài)和信息以及操作人員需了解的狀態(tài)信息和操控指示。
人機友好界面技術(shù)包括顯示技術(shù)、硬拷貝技術(shù)、人機對話技術(shù)、故障人工干預(yù)技術(shù)等??紤]到操作人員從單機單人向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發(fā)展、人機友好界面技術(shù)正向人機大系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展。此外,隨著儀器儀表的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,識別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術(shù)也日益受到重視。
具體的需求主要分為以下幾個方面:
(1)高水平的科學研究和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展提高了對儀器儀表的需求,也深刻認識到工業(yè)控制對控制理論的需求,而且鼓勵引導科學家們?nèi)ジ嚓P(guān)注自動理論的研究工作。
(2)儀器儀表已成為現(xiàn)代國防建設(shè)所需裝備的重要組成部分,我國航天工業(yè)固定資產(chǎn)的1/3 是儀器儀表和計算機;運載火箭的儀器開支占全部研制經(jīng)費的1/2 左右;導彈的高精度制導、控制,航天經(jīng)緯測量和紅外成像、專用高溫實驗設(shè)備等都是國防裝備中的重點產(chǎn)品。
(3)儀器儀表廣泛應(yīng)用于裝備、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工藝流程的測量和控制,是現(xiàn)代化大型重點成套裝備的重要組成部分,是信息化帶動工業(yè)化的重要紐帶。據(jù)有關(guān)資料顯示,隨著裝備水平的提高,儀器儀表在工程設(shè)備總投資中的比重已達到18%左右;現(xiàn)代化的寶鋼技術(shù)裝備投資中,有1/3 的經(jīng)費用于購置儀器和自控系統(tǒng)。
(4)儀器儀表在探索人類社會可持續(xù)發(fā)展、抵御自然災(zāi)害、實施有關(guān)法律(質(zhì)量、商檢、計量、環(huán)保等)的過程中作為重要實施手段和保障工業(yè)被普遍采用。