外國儀器儀表的發(fā)展趨勢（2）

 儀器儀表發(fā)展概況:
    50年代初期， 儀器儀表 取得了重大突破，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問世，把模擬儀器的精度、分辨力與測量速度提高了幾個量級，為實現(xiàn)測試自動化打下了良好的基礎(chǔ)。
    60年代中期，測量技術(shù)又一次取得了進展，計算機的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個別電量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂嬎闩c顯示輸出，從用單個儀器進行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進行測量。
    70年代，計算機技術(shù)在儀器儀表中的進一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域（Datadomain）測試。
    80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，過去直觀的用于調(diào)節(jié)時基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動開關(guān)，通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。測量系統(tǒng)的主要模式，是采用機柜形式，全部通過IEEE-488總線送到一個控制器上。測試時，可用豐富的BASIC語言程序來高速測試。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器（Personalinstrument）已經(jīng)得到了發(fā)展。
    90年代，儀器儀表與測量科學(xué)進一步取得重大的突破性進展。這個進展的主要標志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個方面。
    1．微電子技術(shù)的進步將更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計；
    2．DSP芯片的大量問世，使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強；
    3．微型機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力；
    4．圖像處理功能的增加十分普遍；
    5．VXI總線得到廣泛的應(yīng)用。

 2．科學(xué)儀器的發(fā)展趨勢|：
    科學(xué)儀器含 光學(xué)儀器 和分析析器
    A．光學(xué)儀器
    光學(xué)儀器是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源勘探、空間探索、科學(xué)實驗、國防建設(shè)以及社會生活各個領(lǐng)域*的觀察、測試、分析、控制、記錄和傳遞和工具。特別是現(xiàn)代光學(xué)儀器的功能已成為人腦神經(jīng)功能的延伸和拓展。
集成電路生產(chǎn)所用制造設(shè)備品種的40%、數(shù)量的60%都是光學(xué)設(shè)備，而檢驗儀器所占比重就更大。計量工作約有90%屬幾何尺寸測量，其中主要用光學(xué)計量儀器來完成。過去在計量室測量一個凸輪需要數(shù)小時；現(xiàn)在在車間生產(chǎn)現(xiàn)場，用計算機控制的三坐標測量機進行測量只需10分鐘。軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)場條件極其惡劣，被測件溫度超過1000℃。運動速度為數(shù)米每秒，并伴有振動、高溫、氧化層飛濺、冷卻水霧彌漫和強電磁干擾，但是利用CCD光電在線測徑系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中進行在線尺寸檢測，控制了生產(chǎn)流程，就能保證產(chǎn)品高質(zhì)量和生產(chǎn)率。
    光學(xué)遙感儀器幫助人類解決面臨的能源、糧食、氣象預(yù)報、環(huán)境監(jiān)測等方面的重大問題。在15號阿波羅飛船上裝載的光學(xué)遙感儀器就有近十種。美國在70年代先后發(fā)射三顆陸地衛(wèi)星，化費2.5億美元，但所獲經(jīng)濟效益大得多，其中僅用遙感儀器監(jiān)視洪水、探測農(nóng)作物病蟲害、改進油田勘探以及糧食估產(chǎn)等幾項，每年的經(jīng)濟收益估計就達15億美元以上。
    由于光電系統(tǒng)具有光學(xué)和電子兩方面的技術(shù)優(yōu)勢，從而能滿足生產(chǎn)過程中的自動監(jiān)控以及圖象分析、精密測量、信息處理和偉輸、微觀觀察、記錄、顯示、傳遞和儲存；利用光電轉(zhuǎn)換能在太空、深水、高溫、有毒有害氣體、核輻射等各種特殊環(huán)境下正常地工作。因此光機電一體化的現(xiàn)代光學(xué)儀器或光電儀器設(shè)備應(yīng)用十分廣泛。
    現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展趨勢
    隨著光學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的性調(diào)整，主要工業(yè)發(fā)達國家競相發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的光學(xué)儀器已向現(xiàn)代光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變。美日德等國為了發(fā)展現(xiàn)代化的光學(xué)儀器工業(yè)，大力開發(fā)和應(yīng)用各種新技術(shù)、新器件、新材料、新原理，系統(tǒng)地應(yīng)用光機電算綜合技術(shù)，以zui快的速度開發(fā)新穎的高附加值產(chǎn)品投入市場。使光學(xué)儀器向產(chǎn)業(yè)高技術(shù)化、產(chǎn)品高附加值化和智能化、企業(yè)集團化和化、制造技術(shù)柔性化方向發(fā)展。
    ▲現(xiàn)代光學(xué)儀器的特征
    （1）現(xiàn)代光學(xué)儀器沖破了傳統(tǒng)現(xiàn)論（以幾何光學(xué)或物理光學(xué)為基礎(chǔ)）的束縛，光學(xué)技術(shù)同其它學(xué)科和技術(shù)不斷融化、滲透，派生出新的學(xué)科分支，形成許多交叉發(fā)展的領(lǐng)域，打破了長期來光學(xué)的傳統(tǒng)應(yīng)用范圍。如以傅里葉變換原理為基礎(chǔ)的各類傅里葉變換光譜儀；基于光聲效應(yīng)的激光光聲光譜儀；利用激光開拓新的測量原理、方法，使眾多的激光計量檢測儀器問世，激光技術(shù)與傳統(tǒng)的顯微鏡相結(jié)合，開發(fā)出激光掃描顯微鏡系列產(chǎn)品；得用光電轉(zhuǎn)換原理生產(chǎn)了一大批新穎的光電儀器。許多新技術(shù)如激光、紅外、光纖、光信息處理、微光學(xué)等得到開發(fā)應(yīng)用。
    （2）在結(jié)構(gòu)上打破了以光學(xué)和機械為主體的基本框架，集光學(xué)、機械、電子、計算機于一體，電子技術(shù)、計算機及其軟件成為儀器不可分割的重要組成部分。
    （3）擺脫了傳統(tǒng)光學(xué)儀器離不開人的操作和觀測的經(jīng)典模式，操作、檢測、數(shù)據(jù)處理和信息傳遞實現(xiàn)自動化，工作效率、文憑性和可靠性是傳統(tǒng)光學(xué)儀器*的。
    （4）在設(shè)計方法上日益采用計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計和"三化"設(shè)計。整個系列產(chǎn)品品種之間零部件通用性強，標準化程度高，標準件多，因而使儀器成本下降，質(zhì)量提高。
    （5）現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量評價標準更全面、更嚴格。
過去，評價傳統(tǒng)光學(xué)儀器的質(zhì)量，主要著眼于功能指標，即儀器的使用范圍、精度等級、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)特性等。如今較全面地客觀評價現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量指標、可靠性、工藝性、經(jīng)濟性、人機學(xué)指標、美學(xué)指標、標準化及權(quán)指標等八個方面。 

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