现场总线测试仪

与制造业一样，现场总线系统的使用也在生产和加工过程自动化步骤中建立了自己的地位，今天，50%已安装的智能现场设备通信仍然通过非常流行的4-20 mA/HART协议。然而，除此之外，随着当今数据量的增长和对灵活网络设计的更高要求，Foundation Fieldbus (FF)和Profibus也越来越得到广泛的应用。 FF是在美国开发的，目前仍被广泛使用，而Profibus是欧洲过程工业中领先的现场总线系统。这两种系统都比HART更具有优势，因为HART不是严格意义上的现场总线系统，它将测量值作为模拟标准信号传输，诊断和设备功能在此基础上进行调制，这样带来的好处包括: 1. 使用FF或Profibus的数字数据传输在显著更高的带宽和大量可能的网络参与者的情况下进行。2.现场总线允许实现分散控制系统，以及设置时间戳和警报处理。3. 故障、设备故障或进程中不可预见的变化的发生可以立即检测到。 如果分析器有标准化的现场总线接口，它们可以优化地集成到新的或现有的主机系统中。通过这种方式，控制中心可以随时访问当前测量值、设备数据和配置。 用于测量pH值、电导率和溶解氧的Stratos系列Knick分析仪(总线版本)为您提供Profibus DP、Profibus PA或Foundation Fieldbus集成接口。总线接口由Profibus用户组织Foundation Fieldbus根据当前的Profibus PA Profile 3.02或Foundation Fieldbus总线版本ITK 6.1.1进行认证。科伲可（上海）电子测量仪器贸易有限公司上海市黄浦区复兴中路369号大同商务大厦5楼501室

据统计，测试仪器产业所占电子工业的产值大约只有不足2%，而电子工业的产值不过占世界总产值的2%左右，但依靠测试仪器拉动的新技术带来的附加价值却可以占全世界每年新增价值的70%～75%。作为一种应用遍及基础研究到生产线的基础性产品和技术，电子测试仪器行业的强大，完全可以拉动一个国家创新带动的新增价值。 　　只是，在这样一个看似微小却影响巨大的行业里，中国一直充当着舞台上的配角。无论从国防还是民用需求，我们接触到的测试系统以及测试仪器，在高性能应用上无一例外都是进口品牌。 　　在刚刚闭幕的第八届国防电子展会上，来自航天系统、军事院校和军方的一线测试系统研发、应用及计量研究的专家学者认为，作为一个高技术、资本密集、横跨多个学科并且强调多年技术积累的行业，我国在测试仪器方面与国外企业的差距是多方面的，不仅仅是技术、经验和资金不足，更重要的是在概念、标准和理念等方向的差距和在决策方面的不够重视。 　　技术差距 　　业内专家认为，对国产测试仪器而言，我们始终是跟着别人的脚步在学习，在追赶，这是技术方面存在的最大问题。例如近几年在军用测试方面，是各种总线技术的盛行，然而这些总线技术，都是外国定义研发的，这也就意味着，中国要应用这些总线技术，就逃不开他们定义的测试系统架构及测试方法，多数情况下我们不得不去购买他们的产品来满足国内的测试系统要求。 　　如果说在这些系统级测试仪器方面，因为开放的总线，技术差距相对比较小，那么在台式仪器方面，国内外的差距几乎很难去估量。业内人士认为，对于基础的测试仪器而言，其架构和概念并不难理解，但到了具体的功能定义和产品的功能实现方面，我们就存在着较大的差距，这让中国的测试仪器开发和应用陷入的是一个尴尬的循环：我们无法跟踪先进的电子技术发展的前沿科技，就没有办法了解其测试需求，就自然无法去为此开发适合最新技术的测试仪器，那么更谈不上把握最新的测试市场脉搏和赚取最丰厚的那部分利润 而你做不来先进新技术的测试，新技术出现的时候你就抓不住，人家也不可能交给你去满足最初的测试需求，这样就无法了解最新的技术动向，也就无法将新技术应用到你的测试仪器中。 　　据了解，在应用测试中，制约本土测试仪器应用一个更重要的问题来自于核心半导体器件的缺失：国内的测试仪器企业，无论是老牌国有研究所还是新兴的私有测试仪器企业，自身具备的芯片研发能力相比国际巨头有较大的差距。可以说，测试用的芯片因为其特殊的一些要求，在市场上是很难找到相关合适的产品，特别是在信号分析和信号采集方面，模拟前端技术和信号采集技术的不足，直接体现在国产的测试仪器无法捕获需要的一些特征信号，比如雷达和微波技术的绝大部分需求，商用芯片是无法满足其测试需求的，这样的结果是，国产的测试仪器厂商不是不知道怎么去满足，而是没有相关的半导体器件能够做出满足这些采样率、带宽需求的产品，而这两点，恰恰是实际应用中许多信号分析和信号处理的前提。 　　观念差距 　　“抹平技术上的差距，不是一蹴而就的事情。但比起技术上的差距，我们在测试仪器上存在的观念和思维的差距更大。”一位来自计量研究领域的专家说。 　　据介绍，测试仪器是个资本密集型企业，企业的生产规模很重要，测试仪器又是一个市场比较小的行业，因为仪器种类繁多，所以单个仪器种类的市场注定不可能很大。这给中国企业迎头赶上增加了更大的难度，一方面，作为技术密集型和积累型行业，面对这么多已经领先很多的国外竞争对手，要把测试仪器做大做强，就要有足够多的投入，并且短期内不要指望回报，这一点无疑仅靠一些私企是很难有这么强大的财力去做支撑的。因此，必须要有国家战略高度的规划和相关资源的大力支撑，才有机会去不断缩小差距。 　　另一方面，因为市场不大，所以就更要强调企业研发的连续性和专注性，而对于国内的私企来说，他们面临着生存的压力，而对于很多国有科研院所而言，他们也面临创收指标以及各种前沿课题的研究，无法专注于对一两类的产品进行精耕细作。 　　再者，因为市场细分复杂，因此对测试仪器的架构和理念研究的短期意义很难体现，这就让一些原本从战略上国家支持其研究测试仪器架构和概念的研究机构不再愿意将精力集中于此，而是去追求短期利益更好的其他工作，从而造成只有各个仪器厂商去自己研发这些通用的基础理念，造成很多研发资源的重复浪费。 　　一些来自航天领域的专家认为，国产仪器产业另一个欠缺是服务。可以说，作为一个毛利率超过50%的行业，很大部分的企业销售利润是用以提供优质的市场培育、售后服务和技术支持的。特别是在用户的测试体验和测试习惯培养方面，国内企业在意识上的差距与国际企业相比差得实在太远。 　　某国内测试仪器生产企业表示，他们和国外竞争对手的产品性能类似，但用户界面和操作的通用性方面相差太远，而在用户中的宣传更是几乎为零。当用户有相应的测试需求时，即使两个产品的性价比等指标完全不同，用户也很难去选择他们的产品而放弃国外产品，原因只有一个：用户会用。 　　“测试测量和仪器产业，是国内一些重要领域必须的保障，也是研发前沿科技的利器，同时更是任何电子技术都避不开的一个重要环节。”业内专家呼吁，测试仪器的问题虽然基础，但不是小问题，是国家在软件和硬件方面不足的集中体现，解决测试仪器的落后问题，需要的是国有科研机构和企业，以及民营和私营企业共同努力，需要从标准到架构到概念的一系列测试体系的逐步建立。《中国质量报》

仪器仪表是信息的源头, 是人类获取有关自然界知识、 认识世界的工具。 信息高速公路作为信息社会的基础结构,奠定了它在人与自然的逻辑关系中的桥梁和纽带的地位。 测试仪器位于信息高速公路与自然之间的环域, 是信息高速公路中信息的重要来源。 纵观仪器技术的发展，其历经了模拟仪器、 数字仪器、 智能仪器和虚拟仪器等几个主要阶段，如图。( 1)模拟仪器:20世纪 50 年代以前, 电测量技术主要是模拟测量, 此类仪器的基本结构是电磁机械式, 主要是借助指针来显示测量结果。( 2)数字仪器:20 世纪 50 年代, 数字技术的引入和集成电路的出现, 使电测仪器由模拟式逐渐演化为数字式, 其特点是将模拟信号测量转化为数字信号测量, 并以数字方式输出最终结果, 适用于快速响应和较高准确度的测量。 这类仪器目前相当普及, 如数字电压表、 数字频率计等。( 3)智能仪器:出现于 20 世纪 70年代, 是现代测试技术与计算机技术相结合的产物。 它是含有微计算机或微处理器的测试仪器, 测量结果具有存储、 运算、 逻辑判断及自动操作、自动控制等功能, 即具有一定智能作用, 故将其称之为 “ 智能仪器” 。 智能仪器将传统数字仪器中控制环节、 数据采集与处理、 自调零、 自校准、 自动调节量程等功能改由微处理器完成, 从而提高测量精度和速度。( 4)虚拟仪器:这一概念早在 20 世纪 70 年代就已提出,但真正得以实现则是在 PCI、 GPIB、 VXI、 PXI 等总线标准出现之后才变为可能, 并随着卡式仪器、 VXI 总线仪器、 PXI 总线仪器等的推出而得到迅速发展。 虚拟仪器是在计算机基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、 具有可视化界面的仪器。 虚拟仪器是现代计算机技术与仪器技术完美结合的产物,软件在仪器的开发和使用的全过程中起着至关重要的作用, 可以说没有了软件就没有虚拟仪器。 它基于 “ 软件就是仪器” 的思想, 利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能,真正实现由用户自己设计和定义满足自己特殊要求的仪器。以太网的发展为基于网络的测试系统提供了平台, 也成就了 LXI [12 - 13] 的诞生。 2004 年 9 月 VXI 科技公司和安捷伦联合推出一种新的基于工业以太网的总线规范—LXI。 LXI 标准用以太网作为系统的骨干, 无需 VXI 或 PXI 方式的机箱。 LXI联盟于 2005 年 10月通过了 IEEE1588 协议, 为 LXI 网络化虚拟仪器的设计与实现提供了标准。 未来的总线将会向专业化和大众化方向发展, 因此, 在 LXI 仪器还未完全占领市场之前,VXI、 PXI 和 USB等都将成为市场的主流总线技术。随着信息高速公路和仪器技术的进一步发展与结合, 基于Internet 的远程测控是现代测试技术和虚拟仪器技术的发展方向之一。 以 Internet 为代表的网络技术的成熟以及它与仪器技术的结合, 为仪器技术的发展带来了前所未有的空间和机遇, 可以肯定, 网络化测试技术的时代已经来临。