1 前言
       自动机械是科技进步的结果，是知识与技术的有机结合。指在物理、化学领域中，对物理成分、数量进行有效地测量。仪器的主要功能是信号和自动控制等。自动装置就是资讯的形式。其主要功能是高效地将输入的信号转化为输出信号，并对其进行格式化。信号有频率和时间特征，可以在发送期间按数字（不连续的结构）或仿真（连续的）方式进行调制。
       随着科技的快速发展，以及人工智能在各个行业的广泛应用，使得计算机的自动化越来越重要。自动化系统是机械的核心，是其大脑的核心。该系统监测设备的正常运行，并为设备的设定技术参数提供依据。
       与传统的工业仪表相比，自动化仪表不但提高了生产工艺，而且提高了数据分析和处理的精度。
       首先，自动化仪器可以储存对象，将储存装置安装在仪器的内部，自动装置和仪器采集到的各种数据都会被储存到储存装置中，当储存装置的容量不够时，可以通知工作人员进行替换。但传统的仪器和设备却没有这种能力。
       其次，自动化的仪器可以自动进行数据的分析。传统的仪器要进行数据分析和处理，一般都是采用手工的方法，不但效率低下，还需要耗费大量的人力物力，而且还不能保证计算的准确性。而自动化仪器，则是依靠计算机内部的数据处理系统，可以自动地分析和处理各种数据，而且精度高，不需要太多的人力。
    2 自动化仪器仪表概述
       自动化仪器是科学技术发展的产物，综合了各种知识和技术，在多方面都有应用。仪器工业包括基础与应用两大类。比如，在教学过程中进行物理和化学实验，以及光学、光、电机一体化的实验；农业、畜牧、水产等部门检测和分析食品中的有害物质；生物科技部门对基因、药品等进行综合检测和检测的仪器；还有工业和航天领域中使用的控制仪器。自动仪器是检测各种物理参数等的仪器，真空检漏仪和乘法器等都是仪器的一部分。从广义上讲，仪器还可以具有自动控制和数据处理等多种作用，比如，在工业生产中，自动控制以及分布式控制，能扩展人类的功能。人类通过感官来观察、听、尝、摸外部事物，如显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计等仪器，能够提高和拓展人类的这种功能；此外，某些仪器，例如，磁强计、射线计数仪等，可以感知和测量人体感官无法感知的物质；还有一些仪器能够超越人类的记录、计算、计数能力，例如，高速照相机、电脑等。
       常规的自动测试仪器包括三大部分：（1）通过不同的信号来探测被测量的仿真数据；（2）将传感器测量的模拟信号变换为4～20mA的电流的发射机，并将其输入到可编程控制器中；（3）显示器对测量的结果进行直观地显示。
       自动化检测仪表以其高精度、高显示、操作简便的特点而在工业上得到了广泛的应用。并且由于其内部与微型计算机的连接，它是自动控制系统的关键部件，被誉为“自动控制系统之眼”。
       自动化仪表有温度计、压力计、物位计、流量计以及某些工艺分析仪器。
       （1）温度计在石油化工生产现场或管线中的介质温度通常要求有指令控制，最常见的是电阻、热电偶。专用的温差电阻是储罐的平均温度表等；特种热电偶有耐磨热电偶。
       （2）压力计的压力表分为液柱式、弹性式和活塞式，除了通过压力传感器向DCS或其他调节器发送信号外，还经常使用位移平衡型基座调节器。
       （3）材料仪器材料仪表无通用产品，根据计量方法可分为直读式、超声波式等，其中，雷达型和矩阵型旋流液位计已被广泛地用于石化行业。
       （4）流量计的流率，并非通常的流率，而是指在一定的时间里，通过一个有效断面的液体的容积和质量，以及在一定时期内，通过该管道的累计液体的质量和容积。
      （5）从技术上说，在线过程分析仪对温度和液位等参数进行了严格的监控，仅能间接地确保成品或中间产品的品质，因此，对成品进行成分分析十分必要。
    3 自动化仪器仪表的应用优势
       一是自动化仪表的储存功能更科学、合理。现阶段，所用的大多数自动化仪表都具备储存和记录的能力，而且这种功能不会因为时间的原因而丢失。自动化仪表不但优化了储存功能，而且科学地对其运行状况做出了合理的调整，为以后的工作提供了更有利的条件。
       二是自动化的仪器可以极大地提高数据的运算和运算能力。在计算机技术的支持下，自动化仪表的运算和处理能力有了明显的提高。即使是在高速运转的情况下，自动化的仪器设备在数据处理上也比常规的设备更精确。
       三是自动化的仪器设备使程序设计更具扩展性。在自动化设备中，它的处理系统中，最重要的是计算机的处理，它通过逻辑设计来提高软件的运行效率，既可以对工业上的缺陷进行科学的修复，又可以使企业的运行更好。随着科技和人类的认识水平的提高，自动化仪器的编程设计越来越具有扩展性。
    4 自动化仪器仪表技术分析
       在工业生产方面，中国工业的近代化过程中，如何保证安全、稳定地运行，一直是一个十分重要的课题。目前，在自动化仪器仪表中，控制技术主要有系统集成、智能、人机界面、传感四大类。
       4.1 系统的集成技术
       系统集成技术是针对系统设计等关键技术，以达到对各个生产流程进行实时监控和动态控制的目的。集成技术应用于大型企业的生产线，通过对生产过程、进度和内容的一体化管理，可以使生产的效率和成本得到有效的控制，从而达到生产效益的最大化。
       4.2 智能化技术
       智能测量技术就是通过对自动化测量仪进行控制，从而达到智能化的作业技术。该技术使生产技术、控制技术更加先进、全面、精确，使整个自动化系统效率更高。
       4.3 HMI技术
       作为一种将计算机语言转化为可供人类阅读的信息的自动化技术，是一项关键技术。该技术主要是利用各个模块对各个装置的操作信息进行采集、分析，并将其转化为可视化的信号，并将其呈现给HMI，从而让人们更好地理解其运行状况和作用。员工可以利用HMI的输入指令，利用线性数据通信来实现对电脑的各种指令的精确控制。HMI系统的本系统的管理者应具备一定的专业知识和资讯素养，能理解一般的故障类型、原因以及处理方法。同时，这也是目前互动技术发展中的一个重要问题。
       4.4 传感检测技术
       作为实现监控与控制的最基本的技术手段，传感器技术在工业生产中具有很大的应用价值。IδC技术中采用的传感器技术可以实现对系统的完整、准确地采集，实现对系统进行系统的监测和系统的故障检测。
    5 仪器仪表中自动化控制及其应用
       5.1 在仪器仪表结构、性能改进中的应用
       采用智能软硬件，能够准确地分析、处理目前与以前的资料，对低、中、高三个层次的数据进行适当的抽象，从而提高了现有的测试系统的性能和效率，并将神经网络等智能技术应用到仪器的多方面。
       其次，利用微芯片技术，如微处理器、微控制器等，可以在分散体系的不同仪器中，设计出模糊控制软件，设定各种测量数据的阈值，并利用模糊规则的模糊推理技术，对各种模糊关 系做出多种模糊决策。其优点是无须建立受控对象的数学模型或大量的试验资料，仅凭经验归纳出适当的控制法则，运用芯片进行离线计算、现场调试，以达到精确的分析及及时的控制。
      特别是对传感器的检测，通过软件实现快速傅立叶变换等信号滤波技术，可以简化硬件结构，显著改善信噪比，改善传感器的动态特性。并充分发挥技术的强大自学习、自适应，加强输出之间的联想与记忆之间的黑盒映射等功能。
       5.2 在虚拟仪器结构设计中的应用
       传统上，设备厂商在开发设备体系结构时，会将智能的虚拟装置驱动以源代码的形式提供给使用者。为了简化终端用户的运行和开发过程，提高运行效率，提高编程质量，提高软件的可用性。
       在很多方面，虚拟安装架构和性能的软件规格都有了很大的提高。
       首先，该系统满足了用户对操作的直观、可用性和最高性能的需求，同时也继承了VXI的先进程序接口，能够实现功能的调用。
       其次，利用最新的Labwingows/CVI5.0软件，利用智能工具实现IVI驱动程序的自动生成，从而极大地简化了系统的编程工作。同时，还采用了大量的智能技术，对不同的状态和设定进行检测、监控和控制。
       “测试开发”与“正常工作”的测试开发模式，使得驱动程式可以根据不同的程式设计缺陷，自动地进行一系列的健康检查。软件在进行了全面地测试和调试之后，便可以投入使用。
       在这种方式下，可以使驱动软件的速度很快。这样既能保证主机的安全性和可靠性，又能在任何时候转换为高速度，从而达到最高的工作效率。另外，利用多种智能技术，可以同时执行多个流程，并对多个线程进行测试。同时，该软件具有很好的模拟能力，无须与现实的设备相连接就可以进行测试。其主要特征在于，该驱动仅能在测试函数中运行，而不能在测量仪表所用的接口总线上运行。仅使用初始化函数来区别测试仪表的界面总线与地理上的异构性。
       总体来说，该虚拟仪器采用了一套智能化的自动化工具，它完全克服了传统的VXI总线设备驱动的生产力、结构、风格矛盾、编程难度、质量低、工作量大、使用维护等问题。从这一点可以看出，智能自动化技术在虚拟仪器领域的迅速发展以及整个仪器产业的发展中所起到的作用。
       5.3仪器仪表网络化中的应用
      利用计算机和计算机构成的网络，可以利用各种计算机和系统的资源，包括模式识别、联想等。
       比如，一个数字万用表和一个与互联网相连的示波器，可以通过识别软件区分出不同的空间。用来测定门限，并测定不同的特性。分布式数据采集系统可以代替以往单一的数据采集装置， 也可以采用以太网实现远程测量、数据采集等功能。
       智能网络对环境进行测量，比如，从一个具体的地点采集数据，把它们传送到其它需要的地方，如果有必要，可以把同样的数据拷贝到需要的地方，然后再把这些数据传送给需要的部门，然后定期地把测量结果传送给一个远程数据库，并在必要的时候把它保存起来。同一进程可以由多个使用者同时监视。
      比如，各个部门的负责人，他们可以在很远的地方，对同一生产和运输流程进行监控，而不用亲自到现场。
      但是，建立一个数据库，我们能够及时地搜集各个区域的数据，分析各种征兆，并作出决定。如果有什么问题，可以立刻被关注，然后马上重新处理，或在经过讨论后马上采取措施。同时，由于信息化程度的提高，测量设备的使用范围也会随之扩展。一台拥有电脑和专用集成电路（ASIC）优势的可重构电脑，不但需要大量的FPGA，而且还需要指令、比特、流水线等。
    6 结语
       随着社会、经济和科技的发展，自动控制技术在实际生活和工作中的应用越来越突出。将自动控制技术引入到仪器设备中，可以提高仪器的工作效率和工作品质，提高仪器的自动控制水平。因此，必须大力发展自动控制技术，使其在生产过程中发挥其控制的优越性，从而保证我国工业和社会主义经济的正常发展。
       在测量方面，自动化技术的研究和应用也在持续地得到发展。在今后的生产和生活等领域，自动化控制技术和装备的应用会大大改善性能、丰富和扩展功能、增强适应性和功能。 科学的迅速发展与人类社会的可持续发展息息相关，今后我国科技的发展还需继续加强发展。
       参考文献：
       [1] 贾志卿.自动化仪表控制系统智能化研究[J].电子元器件与信息技术,2021,5(07):209-210.
       [2] 韩金潮.基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表应用的相关研究[J].山东工业技术 ,2019(06):143.
       [3] 张怀宇,凌泽明.浅议工业自动化仪表的智能化[J].电脑迷,2017(11):6.
       [4] 陈荣保,肖本贤,平兆武,朱敏,曹子沛.自动化仪表及装置的智能化嵌入式技术研究[J].仪表技术 ,2020(10):10-12+15.
       [5] 李朝.工业仪表自动化校验方法与智能化管理的实施策略浅议[J].电子测试,2017(12):150-152.
       [6] 卞正岗.工业自动化仪表及系统的智能化现状和发展趋势[J].自动化博览,2019(11):26-28.
       [7] 侯海龙,王久宴.新型自动化仪表中嵌入式的智能化与网络化技术的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(07):233.
       [8] 庞毅.水利工程智能化仪表与总线式结构自动化观测技术研究.辽宁省,辽宁省水利水电科学研究院,2018-01-01.
       来源：《中国设备工程》2023.05(上)