儀器儀表科技發(fā)展的特點
技術指標不斷提高
就如奧林匹克運動的口號是“更高、更快、更強”一樣,測量控制與儀器儀表在提高 量控制的技術指標和功能上是永遠的追求,測量控制與儀器儀表的技術指標水平是一個 國家測量控制與儀器儀表水平的量化標志。以擴大檢測范圍指標來說,如電壓從納伏至 100萬伏;電阻從超導至1014 ^諧波測量到51次;加速度從10~4 &至104…頻率測量至 1012出;壓力測量至108 ?3;溫度測量從接近絕對零度至108尤等。以提高測量精度指標來 說,工業(yè)參數(shù)測量提高至0.02^以上,航空航天參數(shù)測量達到0.05^以上。計量精度和 科學儀器達到的精度更是與時俱進。以提高測量的靈敏度來說,更是向單個粒子、分子、 原子級發(fā)展。提高測量速度(響應速度)方面,提高可靠性方面,一般要求為2萬5萬上,高可靠性的要求25萬4提高穩(wěn)定性方面,高精度儀器 要求年變化小于±0.05^,一般儀器要求年變化小于;提高產品環(huán)境適應性方面, 根據(jù)不同用戶的要求,有高溫、高濕、高塵、腐蝕、振動、沖擊、電磁場、核輻射、深水、雨淋、 高電壓、低氣壓等條件下的適應性。
大量采用新的科研成果和高新技術
測量控制與儀器儀表作為人類認識世界、改造世界的第一手工具,是人類進行科學研 究和工程技術開發(fā)的最基本工具。人類很早就懂得“工欲善其事,必先利其器”的道理,新 的科學研究成果和發(fā)現(xiàn)(如信息論、控制論、系統(tǒng)工程理論微觀和宏觀世界研究成果及 大量高新技術〔如微弱信號提取技術,計算機軟、硬件技術,網(wǎng)絡技術,激光技術,超導技 術,納米技術)等,均成為測量控制與儀器儀表科學技術發(fā)展的重要動力。儀器儀表不僅 本身已成為高技術的新產品,而且利用新原理、新概念、新技術、新材料和新工藝等最新科 技成果集成的裝置和系統(tǒng)層出不窮。
測置單元微小型化、智能化
測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計算機及專 家系統(tǒng)等信息技術產品,不斷向微小型化、智能化發(fā)展。從目前出現(xiàn)的“芯片式儀器儀 表”,“芯片實驗室”、“芯片系統(tǒng)”等看,測量單元的微小型化和智能化將是長期發(fā)展趨勢。 從應用技術看,微小型化和智能化測量單元的嵌人式連接和聯(lián)網(wǎng)應用技術得到重視。
測控范圍向立體化、全球化擴展,測置控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化發(fā)展
隨著儀器儀表所測控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展,儀器儀表和 測控裝置已不再呈單個裝置形式,它必然向測控裝置系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。例如三峽 工程埋設在壩內的16 252臺(或只〉儀器和檢測傳感器,包括在壩區(qū)紅線內外,總共埋設 了監(jiān)測儀器近10萬臺(或支〉,形成世界上最大的監(jiān)測網(wǎng),時刻監(jiān)測三峽大壩是否穩(wěn)定,有 無沉降,時刻監(jiān)護著三峽大壩的安全。又例如衛(wèi)星測控系統(tǒng),運載火箭上配置的各種傳感 器達到數(shù)千個,而衛(wèi)星上各種測控裝置構成一個完整的自動測控系統(tǒng),然后和多個地面站 的測控系統(tǒng)構成一個廣域測控系統(tǒng)。
便攜式、手持式以至個性化儀器儀表大量發(fā)展
隨著生產的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對自己的生活質量和健康水平日益關 注,檢測與人們生活密切相關的各類商品、食品質量的儀器儀表以及預防和治療疾病的各 種醫(yī)療儀器是今后發(fā)展的一個重要趨勢。科學儀器的現(xiàn)場化、實時在線化,特別是家庭和 個人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發(fā)展。
儀器儀表產業(yè)是國民經(jīng)濟和科學技術發(fā)展“卡脖子”的產業(yè)
現(xiàn)代化大生產,如發(fā)電、煉油、化工、冶金、飛機和汽車制造等,離開了只占企業(yè)固定資 產大約107。的各種測量與控制儀器儀表裝置就不能正常、安全生產,更難以創(chuàng)造巨額的 產值和利潤。現(xiàn)代儀器儀表已成為促進當代生產的主流環(huán)節(jié),在現(xiàn)代工業(yè)中投資占相當 比重,例如:重大工程項目的投入,儀器儀表平均占挪~ 127。的設備投資,運載火箭的試 制費用一半用于購置儀器儀表。專家們形象地把儀器儀表比喻為國民經(jīng)濟中的“卡脖子” 產業(yè)。