仪器仪表科(kē)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(néng)上是永遠(yuǎn)的追求,测量控制与仪器仪表的技术指标水平是一个 國(guó)家测量控制与仪器仪表水平的量化标志(zhì)。以扩大检测范围指标来说,如電(diàn)压从纳伏至 100万伏;電(diàn)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(kē)學(xué)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(fēn)子、 原子级发展。提高测量速度(响应速度)方面,提高可(kě)靠性方面,一般要求為(wèi)2万5万上,高可(kě)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(xiǎo)于±0.05^,一般仪器要求年变化小(xiǎo)于;提高产品环境适应性方面, 根据不同用(yòng)户的要求,有(yǒu)高温、高湿、高尘、腐蚀、振动、冲击、電(diàn)磁场、核辐射、深水、雨淋、 高電(diàn)压、低气压等条件下的适应性。
大量采用(yòng)新(xīn)的科(kē)研成果和高新(xīn)技术
测量控制与仪器仪表作為(wèi)人类认识世界、改造世界的第一手工具,是人类进行科(kē)學(xué)研 究和工程技术开发的最基本工具。人类很(hěn)早就懂得“工欲善其事,必先利其器”的道理(lǐ),新(xīn) 的科(kē)學(xué)研究成果和发现(如信息论、控制论、系统工程理(lǐ)论微观和宏观世界研究成果及 大量高新(xīn)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,均成為(wèi)测量控制与仪器仪表科(kē)學(xué)技术发展的重要动力。仪器仪表不仅 本身已成為(wèi)高技术的新(xīn)产品,而且利用(yòng)新(xīn)原理(lǐ)、新(xīn)概念、新(xīn)技术、新(xīn)材料和新(xīn)工艺等最新(xīn)科(kē) 技成果集成的装置和系统层出不穷。
测置单元微小(xiǎo)型化、智能(néng)化
测量控制与仪器仪表大量采用(yòng)新(xīn)的传感器、大规模和超大规模集成電(diàn)路、计算机及专 家系统等信息技术产品,不断向微小(xiǎo)型化、智能(néng)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(xiǎo)型化和智能(néng)化将是長(cháng)期发展趋势。 从应用(yòng)技术看,微小(xiǎo)型化和智能(néng)化测量单元的嵌人式连接和联网应用(yòng)技术得到重视。
测控范围向立體(tǐ)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區(qū)域不断向立體(tǐ)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,包括在坝區(qū)红線(xiàn)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(yǒu) 无沉降,时刻监护着三峡大坝的安全。又(yòu)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(duō)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(mín)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(shāng)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(kē)學(xué)仪器的现场化、实时在線(xiàn)化,特别是家庭和 个人使用(yòng)的健康状况和疾病警示仪器仪表将有(yǒu)较大发展。
仪器仪表产业是國(guó)民(mín)经济和科(kē)學(xué)技术发展“卡脖子”的产业
现代化大生产,如发電(diàn)、炼油、化工、冶金、飞机和汽車(chē)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(néng)正常、安全生产,更难以创造巨额的 产值和利润。现代仪器仪表已成為(wèi)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(yòng)一半用(yòng)于購(gòu)置仪器仪表。专家们形象地把仪器仪表比喻為(wèi)國(guó)民(mín)经济中的“卡脖子” 产业。