3．计算机辅助设计及数学模型模拟和扩展接口预留
随着计算机和软件工业的快速发展，计算机辅助设计已经成为仪器设备设计工作中经常采用的重要手段。一般情况下，计算机辅助设计只是用于绘图制图的替代手段。而实际上计算机辅助设计还需要关注相关领域模型的计算机模拟，或基于实验的数学模型的计算机过程模拟，如受力、应力模拟、热过程模拟、化学状态和过程的计算机模拟等。也就是说，可以根据已有的数学模型对设计的设备进行可能的运行模拟，还可以据此提出设备设计的修改意见，以及根据设备的实际运行结果对数学模型进行必要的修正，甚至提出更加完善的数学模型。
科学目标前瞻性需要研制的科研设备具有可扩展性，在科研仪器设备的设计过程中同样需要准备好扩展接口并考虑系统的兼容性（包括硬件和软件），以便可以随时加入新的功能以实现新的科学目标和需求。比较通用的方法是参考计算机系统的总线信息传输及其兼容的扩展接口，使为新目标服务的兼容设备随时可以加入研究体系。因此，设备及系统的可扩展性和可兼容性，在科研仪器设备的设计过程中同样需要考虑。
4．标准件及通用件的使用规范
尽管为某一领域科学研究的仪器设备研制通常具有专用性或目的单一性，有一些部件需要特殊设计、加工或制作，但在设计过程中需要尽可能地用标准件、其他相似设备的通用件或已经广泛商业化的零部件替代，以提高仪器设备的可靠性和稳定性，同时可以降低研制成本，提高研制效率。
标准件和通用件的使用，不但需要技术专家掌握国内外最新的技术信息和进展、各种部件的技术参数等，还需要科学家能够了解更多的非本领域的可以利用或借鉴的仪器设备的通用部件及其性能、使用方法等信息。根据最新掌握的信息适当修订科学目标，并同技术专家一起改进设计方案，以更好地通过仪器设备达到科学研究的目的。例如，不少医用设备是基于生物学和物理化学的最新进展或成果而研制，而这些商业化的设备、部件或方法在相关领域的合理使用，可以使生物学或环境学研究产生质的飞跃。
5．传感器和控制器的数字化
随着计算机自动控制技术的广泛应用，自动控制已经成为科研仪器设备研制的重要内容。多种类型的传感器传递了反应器或研究工作区中（指反应器等研究目标区域，不包括科学家的生活工作空间）的各种理化状态或生物过程状态的信息，构架了工作区和仪器设备体系的联系，并可将这些信息在设备的人机界面可视化地表达和反馈。
随着信息处理平台的普及和发展，数字信号的传输、运算及其显示表达极为方便。因此，通过传感器数字化（或通过模数转换的数字化）把研究工作区的理化状态、生物过程状态或环境状态进行数字化传递和处理，更有利于人们对该工作区状态特征及发展趋势的认识和判断。最重要的是，还可以通过仪器设备的人机界面构成可解读的可视化信息。如可根据在屏幕上显示的“温度一时问”简单关系曲线，了解工作区状态的变化历史过程以及可能的变化趋势或发展方向，这是一般单独的数字或模拟的温度数字显示所难以达到的效果。
目前，不同类型的数字化传感器的可选择方案越来越丰富，为工作区状态的数字化提供了方便。有些性能稳定、灵敏度高的模拟传感器，也可以用广泛使用、性能稳定且价格低廉的模数转换电路或模块进行数字化转换处理。随着电化学、膜技术和生物传感器的快速发展，不同类型、用途、精度的数字化传感器和模数转换模块已经成为通用商品。此外，也有成熟的可直接使用的数字化控制器件，或者通过数模转换模块把人机界面或经过运算的数字信息转换成模拟信号对设备进行控制，这些都为仪器设备的数字化信息处理提供了条件。
6．自动控制及分析系统
随着数字化传感器和控制器的广泛应用以及计算机控制技术的飞速发展，科研仪器设备的自动运行控制和分析能力以及减少人为不确定性，逐渐成为衡量设备先进性的重要标志，这也是现代仪器设备的发展方向之一。
现代科研仪器设备的研制，不仅要考虑实现通过人机界面控制或了解工作区的状态改变，还包括依照计算机程序控制，实现工作区相关状态的自动监控、记录甚至反馈控制等目标。其中涉及的自动控制系统，除了数字化的传感器和控制器外，还要有相应的设备自动控制软件。例如，用图标代替文本创建应用程序的图形化编程语言（如Labview就是设备初期设计和控制中的一种选择。它可以提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，方便地创建用户界面，并根据自己的需要编写设备的自动控制程序，简化设计和控制）。
实验结果的自动分析系统不仅可以有效降低科学家的工作强度，而且也为实验过程的自动控制提供了重要的参考。这里的自动分析系统包括两个方面：一方面是对实验结果“质”和“量”的自动检测分析，例如有什么产物和有多少产物；另一方面是对实验结果科学性的分析，例如与其他类似实验结果的自动对比。其中，“质”和“量”的自动分析主要依靠各类传感器的功能，而科学性的分析则需要一个相对完善的对比数据库，这些都离不开大量的信息支持和高效的计算机运算。
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