仪器仪表科技发展的特点
技术指标不断提高
就如奥林匹克运动的口号是“更高、更快、更强”一样,测量控制与仪器仪表在提高 量控制的技术指标和功能上是永远的追求,测量控制与仪器仪表的技术指标水平是一个 国家测量控制与仪器仪表水平的量化标志。以扩大检测范围指标来说,如电压从纳伏至 100万伏;电阻从超导至1014 ^谐波测量到51次;加速度从10~4 &至104…频率测量至 1012出;压力测量至108 ?3;温度测量从接近绝对零度至108尤等。以提高测量精度指标来 说,工业参数测量提高至0.02^以上,航空航天参数测量达到0.05^以上。计量精度和 科学仪器达到的精度更是与时俱进。以提高测量的灵敏度来说,更是向单个粒子、分子、 原子级发展。提高测量速度(响应速度)方面,提高可靠性方面,一般要求为2万5万上,高可靠性的要求25万4提高稳定性方面,高精度仪器 要求年变化小于±0.05^,一般仪器要求年变化小于;提高产品环境适应性方面, 根据不同用户的要求,有高温、高湿、高尘、腐蚀、振动、冲击、电磁场、核辐射、深水、雨淋、 高电压、低气压等条件下的适应性。
大量采用新的科研成果和高新技术
测量控制与仪器仪表作为人类认识世界、改造世界的第一手工具,是人类进行科学研 究和工程技术开发的最基本工具。人类很早就懂得“工欲善其事,必先利其器”的道理,新 的科学研究成果和发现(如信息论、控制论、系统工程理论微观和宏观世界研究成果及 大量高新技术〔如微弱信号提取技术,计算机软、硬件技术,网络技术,激光技术,超导技 术,纳米技术)等,均成为测量控制与仪器仪表科学技术发展的重要动力。仪器仪表不仅 本身已成为高技术的新产品,而且利用新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科 技成果集成的装置和系统层出不穷。
测置单元微小型化、智能化
测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专 家系统等信息技术产品,不断向微小型化、智能化发展。从目前出现的“芯片式仪器仪 表”,“芯片实验室”、“芯片系统”等看,测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。 从应用技术看,微小型化和智能化测量单元的嵌人式连接和联网应用技术得到重视。
测控范围向立体化、全球化扩展,测置控制向系统化、网络化发展
随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展,仪器仪表和 测控装置已不再呈单个装置形式,它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如三峡 工程埋设在坝内的16 252台(或只〉仪器和检测传感器,包括在坝区红线内外,总共埋设 了监测仪器近10万台(或支〉,形成世界上最大的监测网,时刻监测三峡大坝是否稳定,有 无沉降,时刻监护着三峡大坝的安全。又例如卫星测控系统,运载火箭上配置的各种传感 器达到数千个,而卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控系统,然后和多个地面站 的测控系统构成一个广域测控系统。
便携式、手持式以至个性化仪器仪表大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高,人们对自己的生活质量和健康水平日益关 注,检测与人们生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器仪表以及预防和治疗疾病的各 种医疗仪器是今后发展的一个重要趋势。科学仪器的现场化、实时在线化,特别是家庭和 个人使用的健康状况和疾病警示仪器仪表将有较大发展。
仪器仪表产业是国民经济和科学技术发展“卡脖子”的产业
现代化大生产,如发电、炼油、化工、冶金、飞机和汽车制造等,离开了只占企业固定资 产大约107。的各种测量与控制仪器仪表装置就不能正常、安全生产,更难以创造巨额的 产值和利润。现代仪器仪表已成为促进当代生产的主流环节,在现代工业中投资占相当 比重,例如:重大工程项目的投入,仪器仪表平均占挪~ 127。的设备投资,运载火箭的试 制费用一半用于购置仪器仪表。专家们形象地把仪器仪表比喻为国民经济中的“卡脖子” 产业。