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测量控制与仪器仪表的国际发展趋势点击次数:1311 发布时间:2013-07-19

数字技术的出现把模拟仪器仪表的测量控制精度、灵敏度、速度及可靠性提高了几个量级,为实现测量控制自动化打下了良好的基础。

具体来说测量控制与仪器仪表的国际发展趋势,可以总结为以下主要特点:

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测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~100万伏;电阻从超导至1014Ω。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),静态0。1~0。02ms,动态为1us。提高可靠性,一般要求为2~5万小时,高可靠要求25万小时。稳定性(年变化)<&#177;0。05%(高精度仪器)或<&#177;0。1%(一般仪器)。提高产品环境适应性,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、辐射、深水、雨淋、高电压、低气压等条件下的适应性。

测量单元微小型化、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入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,测量控制向系统化、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。例如一个大型水电站的测控系统,仅检测大坝安全性的传感器就达数千个,此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点(I/O测控点)将超过万点,要达到大型水电站的正常发电和送电,必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。又例如卫星测控系统,运载火箭上配置的各种传感器就达到数千,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,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。

国内仪器仪表技术应用现状及zui新发展速度相对较慢。目前,我国仪器仪表行业现状门类齐全,有一定行业基础,在发展中国家,属“上游”,但与发达国家差距明显。受体制、机制、经济及科技综合水平、管理、人才等条件的制约,企业“多、散、弱”,科技开发能力不强,产品稳定性、可靠性有差距,市场出现高中档产品以三资和进口为主,中低档产品以中资企业为主的局面,而且由于市场规模、人力成本、行业基础等比较优势,一些量大、面广的产品将成为生产和出口的主力。

在旺盛市场需求的带动下和国家宏观调控政策的引导下,我国的仪器仪表行业呈现出快速、健康的发展态势。根据全世界各大仪表企业的动作,我们不难发现数字化、智能化、网络化的仪器产品将成为市场主流。除了产品的进一步提高外,工程和项目集成技术、软件开发、应用和维修服务等将成为行业新的增长点。

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*手工具,是人类进行科学研究和工程技术开发的zui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zui新科技成果集成的装置和系统层出不穷。

计算机的引入,使仪器的功能发生了质的变化,从个别参量的测量转变成测量整个系统的特征参数,从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出,从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。

90年代,测量控制与仪器仪表科技的突破性进展是仪器仪表智能化程度的提高;DSP芯片的大量问世,使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展,使仪器仪表具有更强的数据处理能力和图像处理功能;现场总线技术是九十年代迅速发展起来的一种用于各种现场自动化设备与其控制系统的网络通信技术,Internet和Intranet技术也将进入控制领域。现代仪器仪表产品将向着数字化、网络化、智能化、集成化的方向发展,跨学科的综合设计、高精尖的制造技术使它能更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取被分析、检测、控制对象的信息。

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