刍议仪器仪表的设计及数据采集

现代仪器仪表的发展水平，是一个国家的科技水平的综合体现。美国对仪器仪表行业的发展一直加以重视，日本则将仪器测量作为21世纪的首位发展技术，德国通过大面积的推广工作，90年代在全球增加了350%的市场份额，从而带动劳动力发展增长率达1.9%，欧盟则将测量和检测技术作为15个专项之一，重点发展。
我国的仪器仪表行业总体规模不大，2002年实现行业总产值1000亿元，对我国的经济发展有着强有力的拉动作用，被称为工业的“眼睛”。
1.2我国仪器仪表行业发展的基本情况
近年来，我国经济发展迅猛，从而带动了仪器仪表行业的快速发展。仪器仪表行业已经连续实现5年增长，据工信部获悉，仪器仪表行业2010年报于2010年11月11日公布。公布中显示;仪器仪表行业2010年实现工业总产值为8085亿元，销售收入7985亿元，利润990亿元;进出口总额600亿美元，其中进口348亿美元，出口252亿美元。企业总数7154个，其中国有及国有控股占0.07%，民营企业占69.9%，三资企业占20.2%，其他企业占9.83%。
仪器仪表行业经过多年的不懈努力，我国已成为常用仪表的生产大国。变送器、执行器、测绘仪器、金属材料试验机等产品的产量居世界前列，控制系统等中高档产品的市场占有率不断上升，行业技术上总体已达到二十世纪九十年代中期的国际水平，少数产品接近或达到当前国际水平。国有仪器仪表行业竞争力市场需求在不断的扩大比2009年增长近200%。
按照国民经济行业分类标准，我国的仪器仪表行业共分20个小类，仪器仪表是知识密集、技术密集型产业,是多学科的综合体，是高端制造装备的重要组成部分，是现代工业的核心技术之一。
2、仪器仪表的工业设计
2.1我国仪器仪表设计的发展
随着科学技术的飞速发展，产品设计方面也日趋多样化。很多企事业单位对计算机开发应用工作越来越重视，并在设计中发挥了极其重要的作用，CAD技术把计算机引入工程设计领域，在仪器仪表设计行业中也有了较大的应用。在仪器行业中，我国早在60年代初就开始了以计算机为工具进行工作，研究了多种的设计方法，编写了很多较有特色的仪器设计程序，提出了围墙法、变尺度法和传统的设计实验法，在较为复杂的仪器设计方面有了较大的突破和进展，大大提高了设计效率。例如，上海自动化仪表成套厂实现了大型仪表盘的CAD/CAM。哈科大在造型CAD的过程中，攻克了项目“电力负荷音控制系统”的操作台进行造型设计，另外还完成了北京第二光学仪器厂的造型设计。
2.2对我国仪器仪表设计的几点建议
仪器仪表设计是一个整体，应该科学合理地分配各个环节，国外有很多先进的经验值得我们借鉴和学习，为了将仪器仪表的现代化设计推上一个新层次，在这里提几点建议供大家参考。
(1)逐步使用现代化的设计工作，从而提高效率。CAD技术随着多年的发展，在工业设计上已经很成熟，我们应将其便捷性和科学性运用在仪器仪表的设计中，并在个别的产品设计中才用优化技术。
(2)科研设计单位掌握先进的设计方法。科研是仪器仪表设计中的关键所在，是设计的核心部分，因此，应该多组织安排设计人员进行定期学习，学习国内外的先进设计方法和设计理念，尽早将我国的仪器仪表设计提高到新的层次。
(3)科学仪器、机箱、机柜类的产品开发，要进行必要的造型设计，产品鉴定时要有工业造型设计的资料。
(4)定期对设计人员进行必要的考核。自动化仪表、工业仪表的产品开发，必须要有可靠性的设计资料。因此，要对设计人员的资料进行定期的产品鉴定及定型，并对可靠性进行考核，从而确保设计的准确性。
3、仪表仪器数据的智能采集
20世纪60年代后，随着我国数字图像处理、计算机技术和人工智能理论的不断发展，机器视觉技术取得了长足的发展。自动化生产过程中，机器视觉系统已广泛应用于工况监视、质量控制等领域。机器视觉系统的特点是可以提高生产的柔韧性和自动化程度，在一些不适合人类工作的地方，可以利用它来实现。另外，在大批量生产工作中，也可以利用机器视觉检测方法来提高生产效率和自动化程度。仪表的测定工作有着大量繁杂而反复的工作，这就可以运用机器视觉来发挥其优势。目前，在仪器检定方面使用自动化检定的工具不多，基本采用常规的检定方法。采用自动化检定系统可以降低测试人员的劳动强度及人为因素而产生的误差。
哈尔滨工业大学的李铁桥等研究人员早期就通过仪表图像识别来进行数据采集。王三武等人研究了水表多刻度盘的图像识别鉴定系统。上述研究表明，自动读数识别研究方法主要获取指针的角度，根据角度关系来计算出仪表的读数，与人工读数的方式不同。
仪器仪表行业的发展正处在一个高速发展的时代，对行业发展模式及发展道路进行适时的调整，努力掌握核心技术，创造自主品牌都有着极其深远的意义。加速科研成果创新，重视关键环节工艺，提高产品的技术含量。对我国的仪器仪表行业的发展有着极其重要的影响。