【原创】仪器仪表发展动态2

alfan

2007/05/29

私聊

其他仪器综合讨论

二、仪器仪表发展特点
1 新技术的应用。
就如奥林匹克运动的口号是更高、更快、更强一样，仪器仪表在提高检测控制技术指标上是永远的追求。而使用最新的技术是仪器仪表不变的方向，目前EDA(电子设计自动化)、CAM(计算机辅助制造 ) 、CAT(计算机辅助测试)、DSP(数字信号处理)、ASIC(专用集成电路)及SMT(表面贴装技术)等被仪器仪表广泛应用。
现代仪器仪表作为人类认识物质世界、改造物质世界的第一手工具，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，纳米技术等均成为仪器仪表和测量控制科学技术发展的重要动力，现代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术成果集成的装置和系统层出不穷。
2 产品结构变化，注重性能价格化。
测量控制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和芯片实验室等看，单个装置的微小型化和智能化将是个体产品长期发展趋势。从应用技术看，微小型化和智能化装置的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
在重视高档仪器开发的同时，注重高新技术和量大面广，也就是通常所说“多功能，大集成”。产品的开发与生产。注重系统集成，不仅着眼于单机，更注重系统、产品软化，随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力，今后的仪器归纳成一个简单的公式：仪器=AD/DA+CPU+软件，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。而软件将成为仪器仪表的另一个核心。
3 产品开发准则发生了变化。
从技术或市场驱动转为技术和市场共同驱动，从一味追求高精尖转为“恰到好处”。开发一项成功产品的准则是——使用最合理的技术，满足用户明确的需求；采用最直接的开机技术，能用最短的开发时间投放市场；功能与性能要恰到好处。
产品开发准则的另一变化是收缩方向，集中优势。集中自己又是的技术开发出最为适用的产品，开发不再是单独社会个体的职责，而是全社会力量的结合。
4 生产技术注重专业生产，不求大全。
生产过程采用自动测试系统。目前多数组建自动测试系统，生产线上一个个大的测试柜，快速地进行自动测试、统计、分析、打印出结果。
世界是一个大工厂，而生产也将不局限在某个生产实体的工作，而是很多优势实体的综合。这就是分工合作的优势。最终的生产是自己的设计理念，将社会上优秀的产品组合成满足用户需求的仪器仪表，并对产品进行组装。

三、仪器仪表发展趋势
国际仪器仪表发展极为迅速，仅以科学仪器中的分析仪器为例，世界分析仪器市场年销售总额由2000年256亿美圆到2002年增至316亿美圆，年增长11%以上，是全球经济增长速度的3~4倍。近10几年来国际仪器仪表发展的主要趋势是：
随着集成芯片的发展和计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透，使电子仪器在传统的时域与频域之外，又出现了数据域测试。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象处理功能；现场总线技术使仪器仪表的远程控制操作成为可能，Internet和Internet技术也将仪器仪表开发引入控制领域。
像所有的科学学科一样，现代仪器仪表产品将向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向发展，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、控制对象的全方位信息。
未来，而更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的识别、表达、应用与分析。而利用高速发展信息技术、软件技术和网络技术，虚拟仪器、网络仪器将与智能仪器成为仪器仪表发展的三叉戟。
利用物理学的新效应和高新技术及其成就开发新型高灵敏度、高稳定性、强抗干扰能力传感器技术和测试仪器仪表。仪器仪表正在经历一场革命性的变化，传统的光学、热学、电化学、色谱、波谱类分析技术都已从经典的化学精密机械电子结构、实验室内人工操作应用模式，转化为光、机、电、算（计算机）一体化、自动化的结构，并正向更名副其实的智能系统发展（带有自诊断自控、自调、自行判断决策等高智能功能）。
由于以信息技术为代表高新科学技术的突飞猛进，使科学仪器的工作原理，设计思想、设计方法发生了明显的变化。随着测量控制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、网络化方向发展。
仪器仪表技术虽然呈现多向发展，但其关键技术主要还是表现为：（1）微分析技术即分析仪器的微型化和微量化，其共性技术有微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等，应用上述技术的微分析仪器如：微流控制芯片、芯片实验室、微近红外光谱仪等。（2）生物、化学传感器包括新型传感技术在分析仪器中的应用，将生物芯片技术，新型化学传感技术，智能传感器技术应用于分析仪器的研制。（3）成像技术包括广义成像，纳米级超高分辨成像，信息处理等，具体的领域有：核磁共振技术、图像自动分析及综合技术、成像光谱技术、近场光学成像技术。（4）仪器的联用技术通过信息分离、专用软件接口技术，实现多种科学技术间的联用以实现复杂系统的痕量成份分析、结构分析、形态分析等综合分析，如：色谱-质谱联用、色谱-光谱联用等。多台仪器、多个实验室结合的综合分析管理系统(LIMS，Laboratory Information Management System)已经推广应用；仪器可以上网、制造厂商进行远距诊断、指导正确使用或提出维修指导，各同类仪器用户或相同分析工作用户直接进行数据、情报共享，仪器的远程校准和量值溯源等已指日可待。
分析仪器在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异，现代高科技军事方面的发展也促进了分析技术和分析仪器的应用拓展，灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了分析了仪器的应用领域。而仪器仪表已经渗透到日常生活的方方面面。

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