新时代工程师们需要怎样的仪器？

      
      每个时代的工程师都见证了一代新仪器的诞生。40/50年代，他们(工程师们)使用的是阴极射线示波器和指针万用表，现在通常称这些仪器为“模拟”仪器。60/70年代，基于模数转换器和图形显示的“数字”仪器成为了市场上的主流工具。现在正在走向工作岗位的80/90年代的新时代工程师们将以新的思维推动下一代仪器的诞生。

　　80/90后生长在一个科技日新月异的世界里。从电脑、网络以及现在的移动设备，科技正以前所未有的迅猛速度发展。思科(Cisco)公司最近的一份研究报告里阐述了这些新时代工程师们的特点及其与科技的关系。

　　新时代的工程师对于科技充满好奇。他们面对变化并且迅速适应新技术，因为他们深谙新技术带来的好处。他们日常所使用的消费电子产品的创新速度已经超过他们所使用的专业仪器。事实上，台式仪器的外形多年来一直没有太大的变化。主要的部件——显示屏、处理器、内存、测量系统和旋钮/按钮均集成到一个独立运行的设备中。在仪器发展成熟的当代，新时代工程师自然也希望新技术能应用于专业的仪器中。最新的仪器将可能集成触摸屏、移动设备、云连接以及智能预测等多种功能，提供比以往任何时代更为显著的技术优势。

　　触摸屏技术

　　弗若斯特沙利文全球企业咨询公司(Frost&Sullivan)的调查显示“工程师将倾向于把消费电子设备的用户界面与仪器设备的人机界面联系起来”。当前的移动设备基于触摸屏技术用户的界面给消费者提供了前所未有的便捷体验，与之相比，当今仪器设备上所采用的的物理旋钮和按键似乎已经无法满足新时代工程师们的需求了。

　　此外，由于仪器的功能越来越多，需要不断添加新旋钮和按键来支持这些功能的操作。然而，一设计定型，操控面板上的布置就无法改变了。甚至有些时候，旋钮和按键的操作反而显得冗余和效率低下。一些仪器采用多层菜单系统和“软按钮”的方法来应对各种不同的操作，但是这些系统的复杂性又将衍生其他使用操作问题。不少新时代工程师抱怨现在的仪器操作繁琐。

　　弃用物理按钮和旋钮而采用触摸屏设计的用户界面就可以解决这些难题。与固化的仪器控制界面不同，触摸屏可以动态地显示与当前任务相关的内容和控件。用户可直接对屏幕上的数据进行操作，而不是通过操作旋钮和按钮。此外，他们还可采用基于手势的操作，比如直接在示波器图形上两指并拢，来更改time/div或volts/div。基于触摸屏的界面提供了一种更有效、更直接的方式来替代物理旋钮和按键。


　　移动技术

　　基于移动设备提供的硬件资源，新组件和新技术的优势在新一代仪器设计中得到了充分的利用。相比当前的仪器,新一代仪器的使用将会完全不同。运行于移动设备的应用程序将负责数据处理和用户界面。由于不需要使用物理旋钮、按键和显示器，仪器的硬件就只剩下测量和定时系统，从而获得更小的尺寸和更低的成本。用户也无需受限于微小的内置显示器、较小的板载存储空间和缓慢的运行速度。相反地，他们可使用较大且清晰的显示器、千兆字节的数据存储量和多核心处理器。内置摄像头、麦克风和加速度计还可实现新的功能，如捕捉测试设置图像或录制音频注释来与数据相结合。用户甚至可以开发自定义应用程序来满足特定需求。

　　虽然传统仪器也可以集成性能更好的组件，但是其速度慢于移动设备。消费电子产品具有规模经济和较快的创新周期，直接借助这些消费电子产品的仪器系统在持续运用先进的技术的同时还可以维持较低的成本。

　　云连接技术

　　工程师通常通过U盘在仪器和计算机之间传输数据或者借助软件通过以太网、USB连接来下载数据。这个过程相当繁琐，因此新时代的工程师开始设想通过云技术来实现即时数据访问。Dropbox和iCloud等服务可将文件存储于云服务器中，并自动同步所有设备的数据。结合可提供持续连接的无线和蜂窝网络，用户可随时随地访问和编辑自己的文件。除了将文件存储于云中，一些服务在云中亦提供了一系列应用程序。借助谷歌文档等服务，多个用户之间还可以实现远程协作，并可在任何地方同时编辑文档。

集成网络和云连接技术的新一代仪器可以为工程师提供同样的优势。多个工程师可在任何地方同时访问数据和用户界面。当身处不同地方的工程师协同调试时，他们完全可以与仪器进行实时互动来更好地理解交流问题，而不仅仅是共享静态截图。云技术可以极大提高工程师团队的效率和生产力。



　　智能感知技术

　　近年来开始发展的情境感知计算技术可能会从根本上改变我们与设备进行交互的方式。该技术通过情境和环境信息来预测用户的需求，并提供基于情境感知的内容、功能和体验。其中一个典型的例子是Siri，它是苹果iOS设备的一个新功能。用户向Siri发出命令或提出问题后，Siri通过执行操作或给予建议作出响应。谷歌现也提供类似于Siri的功能，但也仅是被动地基于地理位置和数据搜索猜测用户可能想要的信息：早晨的天气信息和交通建议；会议提醒和到达目的地的预计时间；航班信息和登机牌。

　　当仪器集成这一智能感知技术后，游戏规则也将发生改变。工程师经常面临的挑战之一是双手握着探针而无暇更改仪器的配置。语音控制不仅使您无需动手即可与仪器进行交互，而且还让您更轻松同仪器功能进行互动。此外，智能预测可用来高亮显示相关或有价值的数据。示波器可以根据信号中有价值的部分自动进行缩放和配置，也可根据信号形状添加相关的测量。随着技术的发展，基于移动设备的仪器将可集成和利用情境智能感知技术的优势。

　　新时代前沿

　　消费电子设备的技术正在迅速发展并影响着新时代工程师们的期望。随着越来越多的80/90后工程师进入工作岗位，他们期望工作中所使用的仪器能够集成这些技术只是时间早晚的问题。快速发展的技术不仅极大提高了仪器的性能，而且也将会帮助技术娴熟的新时代工程师以前所未有的速度攻克工程上的难题。

作者：美国国家仪器(NI)产品经理Chris Delvizis