電氣測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

電氣測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展中文摘要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子測(cè)量技術(shù)與電子測(cè)量?jī)x器在科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域和電子產(chǎn)品制造、維修行業(yè)的各個(gè)崗位的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從日常生活、醫(yī)療、現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及天文觀測(cè)到尖端的航天航空監(jiān)測(cè)均離不開電子測(cè)量。由此可見，應(yīng)用電子測(cè)量技術(shù)的領(lǐng)域越來(lái)越多，對(duì)電子測(cè)量性能的要求也越來(lái)越高。英文摘要Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,theelectronicmeasurementtechnology,electronicmeasuringinstrumentsinscience,technologyfieldsandelectronicproductmanufacturingmaintenanceindustryeachpositionismoreandmoreextensiveapplication.Fromdailylife,medical,moderindustrialandagriculturalproductionandastronomicalobservationtocutting-edgeaerospacemonitoringallcannotleavetheelectronicmeasurement.Thusitcanbeseen,Applicationofelectronicmeasurementtechnologyfieldismoreandmore.Theelectronicmeasurementofperformancerequirementmoreandmorehigh.關(guān)鍵詞研究和創(chuàng)新、新器件，新材料、虛擬技術(shù)正文我國(guó)儀器科技的發(fā)展現(xiàn)狀：測(cè)量技術(shù)與儀器涉及所有物理量的測(cè)量，對(duì)于材料、工程科學(xué)、能源科學(xué)關(guān)系密切。由于長(zhǎng)期習(xí)慣于仿制國(guó)外產(chǎn)品，我國(guó)的儀器儀表工業(yè)缺乏創(chuàng)新能力，跟不上科學(xué)研究和工程建設(shè)的需要。我國(guó)儀器科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域積累了大量科研成果，許多成果處于國(guó)際領(lǐng)先水平，有待篩選、提高和轉(zhuǎn)化，但產(chǎn)業(yè)化程度很低，沒(méi)有形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的完整產(chǎn)業(yè)。一、我國(guó)儀器科技的發(fā)展優(yōu)先領(lǐng)域：在基礎(chǔ)研究的初期，對(duì)于能否有突破性進(jìn)展是很難預(yù)測(cè)的。但是，當(dāng)已經(jīng)取得突破性進(jìn)展時(shí)，則需要有一個(gè)轉(zhuǎn)化機(jī)制以進(jìn)入市場(chǎng)：納米溯源技術(shù)和系統(tǒng)；介入安裝和制造的坐標(biāo)跟蹤測(cè)量系統(tǒng)。這些內(nèi)容不局限于一種技術(shù)方案，而是幾種不同技術(shù)方案中概括出來(lái)的共同點(diǎn)。如采用無(wú)導(dǎo)軌干涉儀，對(duì)跟蹤系統(tǒng)的要求可以降低；采用二維精密跟蹤測(cè)角系統(tǒng)在1M3測(cè)量范圍內(nèi)可以得到高精度；有了超半球反射鏡可以提高4路跟蹤方案的精度。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行介入制造和裝配不能等待很長(zhǎng)時(shí)間，力和熱變形的補(bǔ)償是必須的而且需要足夠快，現(xiàn)在的技術(shù)還有相當(dāng)大的差距，所以這些進(jìn)展是關(guān)鍵性的。

(1)計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量理論

信號(hào)處理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、兼容和集成。例如，目前多數(shù)采用ISA總線、IEEE488口，今后計(jì)算機(jī)可能取消ISA總線，用于筆記本電腦的USB接口將廣泛應(yīng)用。過(guò)去，我國(guó)生產(chǎn)的儀器滿足于數(shù)字顯示，沒(méi)有數(shù)據(jù)交換接口，難以進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)外生產(chǎn)的儀器普遍配備IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成為替代物的高性能標(biāo)準(zhǔn)是USB、IEEE1394和VXI。在此轉(zhuǎn)折期為我們提供了機(jī)遇。目前虛擬儀器的工作頻段在千赫數(shù)量級(jí)，對(duì)于干涉信號(hào)處理顯得太低，可以采取聯(lián)合互補(bǔ)的方法形成模塊系列，同時(shí)降低成本，從總體上提高研發(fā)工作的效率。根據(jù)已有基礎(chǔ)，發(fā)展特長(zhǎng)，有利于克服重復(fù)研究。(2)非接觸測(cè)頭以及各種掃描探針顯微鏡

航空航天行業(yè)對(duì)此已經(jīng)提出迫切要求，這是今后坐標(biāo)測(cè)量機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前接觸式測(cè)頭已完全被國(guó)外所壟斷，非接觸測(cè)頭還沒(méi)有發(fā)展成熟，我們有參與競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)遇。以前較多采用的激光三角法原理受到很多限制，難以有突破性進(jìn)展，但可在原理創(chuàng)新上下功夫。應(yīng)該突破0.1～0.5μm分辨率。

(3)半導(dǎo)體激光器計(jì)量特性的研究和創(chuàng)新

半導(dǎo)體激光器用于計(jì)量需要解決很多問(wèn)題(如線寬、定標(biāo)、變頻等)。但如果解決了諸多問(wèn)題以后，半導(dǎo)體激光系統(tǒng)比氣體激光系統(tǒng)更復(fù)雜，就不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。有些問(wèn)題在物理層面上也沒(méi)有完全解決。例如半導(dǎo)體激光器如果能形成雙頻，無(wú)疑是一種十分重要的特性，如果既能掃頻又有兩個(gè)相近的頻率掃描，就會(huì)成為一種新的無(wú)導(dǎo)軌測(cè)量工具。(4)新器件，新材料

過(guò)去，科研評(píng)價(jià)體系存在偏重于整機(jī)和系統(tǒng)，忽視材料和器件的趨向。新的突破點(diǎn)可能出現(xiàn)在新光源、新型高頻探測(cè)器。目前探測(cè)器的響應(yīng)頻率只有10的9次方，而光頻高達(dá)10的14次方，目前干涉儀實(shí)際上是起著混頻器的作用，適應(yīng)探測(cè)器的不足(如果探測(cè)器的響應(yīng)果真能超過(guò)光頻，干涉儀也就沒(méi)有用了)。如果探測(cè)器的性能得到顯著提高，對(duì)于通訊也是很大的突破。

二、我國(guó)儀器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)