儀器儀表新的增長(cháng)點(diǎn)“三化”成主流趨勢

　　儀器儀表產(chǎn)品廣泛運用于企業(yè)、科研生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域主要用于學(xué)校實(shí)驗室建設和教學(xué)。在旺盛市場(chǎng)需求的帶動(dòng)下和國家宏觀(guān)調控政策的引導下，我國的儀器儀表行業(yè)呈現出快速、健康的發(fā)展態(tài)勢。根據全世界各大儀表企業(yè)的動(dòng)作，我們不難發(fā)現數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的儀器產(chǎn)品將成為市場(chǎng)主流。除了產(chǎn)品的進(jìn)一步提高外，工程和項目集成技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)、應用和維修服務(wù)等將成為行業(yè)新的增長(cháng)點(diǎn)。

　　數字技術(shù)的出現把模擬儀器儀表的測量控制精度、靈敏度、速度及可靠性提高了幾個(gè)量級，為實(shí)現測量控制自動(dòng)化打下了良好的基礎。計算機的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個(gè)別參量的測量轉變成測量整個(gè)系統的特征參數，從單純的接收、顯示轉變?yōu)榭刂�、分析、處理、計算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測量轉變成用測量系統進(jìn)行測量。90年代，測量控制與儀器儀表科技的突破性進(jìn)展是儀器儀表智能化程度的提高;DSP芯片的大量問(wèn)世，使儀器儀表數字信號處理功能大大加強;微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數據處理能力和圖像處理功能;現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是九十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種用于各種現場(chǎng)自動(dòng)化設備與其控制系統的網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，Internet和Intranet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域�，F代儀器儀表產(chǎn)品將向著(zhù)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、集成化的方向發(fā)展，跨學(xué)科的綜合設計、高精尖的制造技術(shù)使它能更高速、更靈敏、更可靠、更簡(jiǎn)捷地獲取被分析、檢測、控制對象的全方位信息。

　　具體來(lái)說(shuō)測量控制與儀器儀表的國際發(fā)展趨勢，可以總結為以下主要特點(diǎn)：

　　技術(shù)指標不斷提高就如奧林匹克運動(dòng)的口號是更高、更快、更強一樣，測量控制與儀器儀表在提高測量控制的技術(shù)指標和功能上是永遠的追求，測量控制與儀器儀表的技術(shù)指標水平是一個(gè)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(lái)說(shuō)，如電壓從納伏～100萬(wàn)伏;電阻從超導至1014Ω。以提高測量精度指標來(lái)說(shuō)，工業(yè)參數測量提高至0.02%以上，航空航天參數測量達到0.05%以上，計量精度和科學(xué)儀器達到的精度更是與時(shí)俱進(jìn)。以提高測量的靈敏度來(lái)說(shuō)更是向單個(gè)粒子、分子、原子級發(fā)展。提高測量速度(響應速度)，靜態(tài)0.1～0.02ms，動(dòng)態(tài)為1us。提高可靠性，一般要求為2～5萬(wàn)小時(shí)，高可靠要求25萬(wàn)小時(shí)。穩定性(年變化)<±0.05%(高精度儀器)或<±0.1%(一般儀器)。提高產(chǎn)品環(huán)境適應性，根據不同用戶(hù)的要求，有高溫、高濕、高塵、腐蝕、振動(dòng)、沖擊、電磁場(chǎng)、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(shù)測量控制與儀器儀表作為人類(lèi)認識世界、改造世界的第一手工具，是人類(lèi)進(jìn)行科學(xué)研究和工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的最基本工具。人類(lèi)很早就懂得“工欲善其事，必先利其器”的道理，新的科學(xué)研究成果和發(fā)現如信息論、控制論、系統工程理論，微觀(guān)和宏觀(guān)世界研究成果及大量高新技術(shù)如微弱信號提取技術(shù)，計算機軟、硬件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，激光技術(shù)，超導技術(shù)，納米技術(shù)等均成為測量控制與儀器儀表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要動(dòng)力。儀器儀表不僅本身已成為高技術(shù)的新產(chǎn)品，而且利用新原理、新概念、新技術(shù)、新材料和新工藝等最新科技成果集成的裝置和系統層出不窮。

　　測量單元微小型化、智能化測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規模和超大規模集成電路、計算機及專(zhuān)家系統等信息技術(shù)產(chǎn)品，不斷向微小型化、智能化發(fā)展，從目前出現的“芯片式儀器儀表”，“芯片實(shí)驗室”、“芯片系統”等看，測量單元的微小型化和智能化將是長(cháng)期發(fā)展趨勢。從應用技術(shù)看，微小型化和智能化測量單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)得到重視。

　　測控范圍向立體化、全球化擴展，測量控制向系統化、網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展隨著(zhù)儀器儀表所測控的既定區域不斷向立體化、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(gè)裝置形式，它必然向測控裝置系統化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。例如一個(gè)大型水電站的測控系統，僅檢測大壩安全性的傳感器就達數千個(gè)，此外各個(gè)發(fā)電機組狀態(tài)及水位情況的檢測控制點(diǎn)(I/O測控點(diǎn))將超過(guò)萬(wàn)點(diǎn)，要達到大型水電站的正常發(fā)電和送電，必須將各個(gè)測控點(diǎn)的測控裝置形成一個(gè)有機的測控網(wǎng)絡(luò )系統。又例如衛星測控系統，運載火箭上配置的各種傳感器就達到數千，而衛星上各種測控裝置構成一個(gè)完整的自動(dòng)測控系統，然后和多個(gè)地面站的測控系統構成一個(gè)廣域測控系統。

　　便攜式、手持式以至個(gè)性化儀器儀表大量發(fā)展隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關(guān)注，檢測與人們生活密切相關(guān)的各類(lèi)商品、食品質(zhì)量的儀器儀表，預防和治療疾病的各種醫療儀器是今后發(fā)展的一個(gè)重要趨勢�？茖W(xué)儀器的現場(chǎng)化、實(shí)時(shí)在線(xiàn)化，特別是家庭和個(gè)人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發(fā)展。

　　國內儀器儀表技術(shù)應用現狀及最新發(fā)展速度相對較慢。目前，我國儀器儀表行業(yè)現狀門(mén)類(lèi)齊全，有一定行業(yè)基礎，在發(fā)展中國家，屬“上游”，但與發(fā)達國家差距明顯。受體制、機制、經(jīng)濟及科技綜合水平、管理、人才等條件的制約，企業(yè)“多、散、弱”，科技開(kāi)發(fā)能力不強，產(chǎn)品穩定性、可靠性有差距，市場(chǎng)出現高中檔產(chǎn)品以三資和進(jìn)口為主，中低檔產(chǎn)品以中資企業(yè)為主的局面，而且由于市場(chǎng)規模、人力成本、行業(yè)基礎等比較優(yōu)勢，一些量大、面廣的產(chǎn)品將成為生產(chǎn)和出口的主力。

　　國內儀器儀表行業(yè)仍存在技術(shù)水平低，開(kāi)發(fā)能力弱等問(wèn)題。產(chǎn)品可靠性、穩定性的問(wèn)題依然突出，用戶(hù)反映強烈;重大工程項目產(chǎn)品成套率下降(由“八五”的80%下降到50%左右);高檔產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，特別是大型精密儀器、成套項目中的核心控制系統及技術(shù)基本上依賴(lài)進(jìn)口;中檔產(chǎn)品面臨強烈沖擊;加入WTO后，形勢更加嚴峻。在行業(yè)整體結構上，專(zhuān)門(mén)從事對行業(yè)發(fā)展進(jìn)行基礎性、前瞻性、戰略性及重大專(zhuān)項研究的力量薄弱而分散。由于行業(yè)科技基礎薄弱，自主開(kāi)發(fā)創(chuàng )新能力較差，擁有自主知識產(chǎn)權的主要產(chǎn)品和技術(shù)(包括軟硬件)少，大部分重要產(chǎn)品的核心開(kāi)發(fā)技術(shù)和高新技術(shù)產(chǎn)品大多仍來(lái)源于國外。國際上早已普及的CAD、CAT、CAM、數控機床、加工中心、表面貼裝及柔性加工技術(shù)在行業(yè)尚未大面積使用。適合儀器儀表生產(chǎn)特點(diǎn)的專(zhuān)用、關(guān)鍵工藝技術(shù)掌握很少;生產(chǎn)組織、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)以及人事勞動(dòng)用工制度等方面的管理與產(chǎn)業(yè)特性嚴重不適應。

　　而且目前國內大多數企業(yè)都存在負擔重、高負債經(jīng)營(yíng)、自籌能力低、投融資渠道不暢等問(wèn)題，這使得整體研發(fā)和改造投入比例偏低，大部分企業(yè)研發(fā)投資占銷(xiāo)售收入的比例不到2%，只有少數企業(yè)達到5%，不利于企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。