現(xiàn)代儀器綜述

PAGEPAGE18現(xiàn)代儀器綜述學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：前言：現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)是一門集電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化儀表、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等于一體的跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)。自20世紀(jì)90年代初以來，這項(xiàng)技術(shù)已逐步引入到國(guó)內(nèi)工科專業(yè)中的電子信息、通訊、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等信息類專業(yè)中。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)控儀器儀表的智能化、總線化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展已在各個(gè)相關(guān)行業(yè)呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也日益成為工程界和科技界人士所關(guān)注的重要問題之一。因此，了解和熟悉現(xiàn)代智能儀器儀表的特點(diǎn)功能，發(fā)展趨向及其應(yīng)用前景是十分重要和必要的。一：現(xiàn)代儀器儀表概念近些年來，隨著微處理器和單片機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了一種新型的專用儀器——現(xiàn)代智能儀器。這種儀器一微處理器或單片機(jī)為核心，具有信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化檢測(cè)與控制等多種功能。有些甚至還具有專家推斷、邏輯分析與決策的能力。智能儀器的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充了常規(guī)儀器的應(yīng)用范圍。由于現(xiàn)代智能儀器一開始就顯示它強(qiáng)大的生命力，目前已成為儀器儀表發(fā)展的一個(gè)主導(dǎo)方向。它的不斷發(fā)展對(duì)自動(dòng)控制、電子技術(shù)、國(guó)防工程、航天技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)等將產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)代智能儀器是含有微型計(jì)算機(jī)或者微型處理器的測(cè)量?jī)x器，擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)運(yùn)算邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能。現(xiàn)代智能儀器的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。現(xiàn)代智能儀器憑借其體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。二：現(xiàn)代儀器儀表的功能特點(diǎn)隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成了CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行和串行接口、看門狗、前置放大器甚至A／D、D／A轉(zhuǎn)換器等在一塊芯片上的超大規(guī)模集成電路芯片(即為主體，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，又組成了所謂的“現(xiàn)代智能化測(cè)量控制系統(tǒng)”，也就是現(xiàn)代智能儀器。與傳統(tǒng)儀器儀表相比，智現(xiàn)代能儀器具有以下功能特點(diǎn)：1）操作自動(dòng)化。儀器的整個(gè)測(cè)量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動(dòng)閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用單片機(jī)或微控制器來控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的全部自動(dòng)化。2）具有自測(cè)功能，包括自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)故障與狀態(tài)檢驗(yàn)、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷及量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換等。智能儀表能自動(dòng)檢測(cè)出故障的部位甚至故障的原因。這種自測(cè)試可以在儀器啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行，同時(shí)也可在儀器工作中運(yùn)行，極大地方便了儀器的維護(hù)。3）具有數(shù)據(jù)處理功能，這是智能儀器的主要優(yōu)點(diǎn)之一。智能儀器由于采用了單片機(jī)或微控制器，使得許多原來用硬件邏輯難以解決或根本無法解決的問題，現(xiàn)在可以用軟件非常靈活地加以解決。例如，傳統(tǒng)的數(shù)字萬用表只能測(cè)量電阻、交直流電壓、電流等，而智能型的數(shù)字萬用表不僅能進(jìn)行上述測(cè)量，而且還具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行諸如零點(diǎn)平移、取平均值、求極值、統(tǒng)計(jì)分析等復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，不僅使用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來，也有效地提高了儀器的測(cè)量精度。4）具有友好的人機(jī)對(duì)話能力。智能儀器使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的切換開關(guān)，操作人員只需通過鍵盤輸入命令，就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量功能。與此同時(shí)，智能儀器還通過顯示屏將儀器的運(yùn)行情況、工作狀態(tài)以及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時(shí)告訴操作人員，使儀器的操作更加方便直觀。5）具有可程控操作能力。一般智能儀器都配有GPIB、RS232C、RS485等標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，可以很方便地與PC機(jī)和其他儀器一起組成用戶所需要的多種功能的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，來完成更復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。三：現(xiàn)代儀器儀表的分類根據(jù)國(guó)際發(fā)展潮流和我國(guó)的現(xiàn)狀，現(xiàn)代儀器儀表按其應(yīng)用領(lǐng)域和自身技術(shù)特性大致劃分為6個(gè)大類，即工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)、科學(xué)儀器、電子與電工測(cè)量、儀器、醫(yī)療儀器、各類專用儀器，傳感器與儀器儀表元器件及材料。工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)，主要指工業(yè)，特別是流程產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的各類檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置?？茖W(xué)儀器主要指應(yīng)用于科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、計(jì)量測(cè)試、環(huán)境監(jiān)測(cè)、質(zhì)量和安全檢查等各個(gè)方面的儀器儀表。電子與電工測(cè)量?jī)x器，主要指低頻、高頻、超高頻、微波等各個(gè)頻段測(cè)試計(jì)量專用和通用儀器儀表。醫(yī)療儀器主要指用于生命科學(xué)研究和臨床診斷治療的儀器。各類專用儀器指農(nóng)業(yè)、氣象、水文、地質(zhì)、海洋、核工業(yè)、航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的專用儀器?？茖W(xué)儀器可以細(xì)分為14個(gè)小類，即電子光學(xué)儀器，離子光學(xué)儀器，X射線儀器，光譜儀器，色譜儀器，波譜儀器，電化學(xué)儀器，生化分離分析儀器，氣體分析儀器，顯微鏡和成像系統(tǒng)，化學(xué)反應(yīng)及熱分析儀器，聲學(xué)振動(dòng)儀器，力學(xué)性能測(cè)試儀器（材料試驗(yàn)機(jī)），光電測(cè)量?jī)x器。其中，發(fā)展最快，應(yīng)用最廣和市場(chǎng)容量最大的是各類光學(xué)儀器和分析儀器?，F(xiàn)代儀器儀表雖然作了大致分類，實(shí)際上存在著許多交叉，比如各類專用儀器中許多都是科學(xué)儀器。四：現(xiàn)代儀器儀表的學(xué)科特征儀器科學(xué)與技術(shù)是以精密機(jī)械、電子技術(shù)、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，并與精密儀器及機(jī)械、測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器、光電工程、電子科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程等學(xué)科相互交叉和相互滲透的綜合學(xué)。它包括兩個(gè)二級(jí)學(xué)科，即精密儀器及機(jī)械和測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器。五：現(xiàn)代儀器儀表的技術(shù)特征儀器儀表工程領(lǐng)域涉及：產(chǎn)品研制、工藝開發(fā)、裝備設(shè)計(jì)、技術(shù)改造、質(zhì)量控制、計(jì)量測(cè)試、企業(yè)管理、新裝置建設(shè)、項(xiàng)目規(guī)劃、引進(jìn)裝置消化吸收、工程可行性研究等。隨著儀器儀表領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，新型傳感器及信息獲取、過程測(cè)控系統(tǒng)、裝備及集成技術(shù)、微系統(tǒng)測(cè)量控制儀器儀表及制造技術(shù)、新型計(jì)量測(cè)試儀器及計(jì)量基準(zhǔn)研究等逐漸成為本領(lǐng)域的重要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。六：現(xiàn)代儀器儀表的行業(yè)特征儀器儀表工程領(lǐng)域的行業(yè)覆蓋范圍包括：科學(xué)儀器、分析儀器、光學(xué)儀器、試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器、工業(yè)自動(dòng)化儀表、信息技術(shù)電測(cè)儀器、通用和專用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)、醫(yī)療儀器等行業(yè)。七：現(xiàn)代智能儀表的典型結(jié)構(gòu)現(xiàn)代智能儀器由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路?，F(xiàn)代智能儀器的軟件分為監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。監(jiān)控程序是面向儀器面板鍵盤和顯示器的管理程序；接口管理程序是面向通信接口的管理程序，接收并分析來自通信接口總線的遠(yuǎn)控命令。八：現(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀1、概述：第一代測(cè)試儀器是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的模擬指針式儀表。當(dāng)50年代出現(xiàn)了電子管、60年代出現(xiàn)晶體管時(shí)，便產(chǎn)生了以電子管或晶體管為基礎(chǔ)的第二代測(cè)試儀器——分立元件式儀表。70年代出現(xiàn)了集成電路，產(chǎn)生了以集成電路芯片為基礎(chǔ)的第三代儀器——數(shù)字式儀表。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微處理器的普及，80年代以微處理器為中心的第四代儀器——智能式儀表迅速普及?，F(xiàn)在，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合正引起測(cè)試儀器領(lǐng)域里一場(chǎng)新的革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致新一代儀器——虛擬儀器的出現(xiàn)，進(jìn)而產(chǎn)生集成儀器，再由單臺(tái)儀器子系統(tǒng)向多臺(tái)儀器組成的大的測(cè)試系統(tǒng)方向發(fā)展?，F(xiàn)代高新技術(shù)，如航天、遙感、生物工程、醫(yī)療、環(huán)保、新材料等的研究發(fā)展以及各類基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作，無一不直接依靠?jī)x器來完成?，F(xiàn)代儀器技術(shù)是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，電子顯微鏡、質(zhì)譜技術(shù)、CT斷層掃描儀、J射線物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析儀、光學(xué)相襯顯微鏡、掃描隧道顯微鏡等先進(jìn)儀器的誕生對(duì)人類的科學(xué)研究產(chǎn)生了劃時(shí)代的作用。縱觀人類科技發(fā)展史不難看出，科技重大成就的獲得和科學(xué)新領(lǐng)域的開辟往往是以測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)方法上的突破為先導(dǎo)的。實(shí)際上，隨著人類制造和使用工具的規(guī)模不斷向高、大、精、尖發(fā)展，人類活動(dòng)的規(guī)模和深度不斷擴(kuò)大和深入，人類已不可能通過自己的感覺、思維和體能器官直接觀測(cè)和操作工具使之達(dá)到既定的目標(biāo)，儀器科學(xué)與技術(shù)的內(nèi)涵就是專門研究、開發(fā)、制造、應(yīng)用各類儀器以使人的感覺、思維和體能器官得以延伸的科學(xué)技術(shù)學(xué)科，從而使人類具有更強(qiáng)的感知和操作工具的能力來面對(duì)客觀物質(zhì)世界，能以最佳或接近最佳的方式發(fā)展生產(chǎn)力、進(jìn)行科學(xué)研究、預(yù)防和診療疾病及從事社會(huì)活動(dòng)。2、發(fā)展特點(diǎn)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科作為工程性學(xué)科，有關(guān)儀器運(yùn)行、應(yīng)用的理論研究、新技術(shù)、新器件、新材料、新工藝的研究和應(yīng)用集中體現(xiàn)在新型儀器儀表及相關(guān)的傳感器、元器件和材料等領(lǐng)域的研究和產(chǎn)業(yè)化中，科技研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合。日前，根據(jù)國(guó)際發(fā)展潮流和我國(guó)現(xiàn)狀，儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科主要組成包括：工業(yè)自動(dòng)化測(cè)控技術(shù)及工業(yè)自動(dòng)化儀表與系統(tǒng)；科學(xué)測(cè)試、分析技術(shù)及科學(xué)儀器；人體診療技術(shù)及醫(yī)療儀器；信息計(jì)測(cè)技術(shù)及電測(cè)儀器(主要是電子測(cè)量?jī)x器和電工測(cè)量?jī)x器，包括儀表校驗(yàn)裝置和計(jì)量基準(zhǔn))；專用檢測(cè)技木及各類專用測(cè)量?jī)x器，相關(guān)傳感器、元器件、材料及技術(shù)。九：現(xiàn)代儀器儀表的未來趨勢(shì)1、學(xué)科領(lǐng)域科技發(fā)展趨勢(shì)學(xué)科領(lǐng)域科技發(fā)展的趨勢(shì)是利用各學(xué)科最新科技成果，特別是結(jié)合材料、微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各學(xué)科及大規(guī)模集成電路、微納加工、網(wǎng)絡(luò)等各種新技術(shù)，開發(fā)新的微弱信號(hào)敏感、傳感、檢測(cè)、融合技術(shù)，物質(zhì)原子、分子級(jí)檢測(cè)技術(shù)，復(fù)雜組成樣品的聯(lián)用分析技術(shù)，生命科學(xué)的原位、在體、實(shí)時(shí)、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測(cè)技術(shù)，工業(yè)自動(dòng)化測(cè)控的在線分析、原位分析、高可靠性、高性能和高適用性技術(shù)，醫(yī)療診治的健康狀況監(jiān)測(cè)、早期診治、無損診斷、無創(chuàng)和低創(chuàng)直視診療、精確定位治療技術(shù)，新學(xué)科領(lǐng)域的計(jì)量技術(shù)，各類應(yīng)用領(lǐng)域的專用、快速、自動(dòng)化檢測(cè)和計(jì)量技術(shù)。這些科技發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在下列一些方面。1）與微電子技術(shù)、MEMS技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)敏感單元與信號(hào)調(diào)理電路集成，有利于敏感單元微弱信號(hào)檢測(cè)、放大及處理，大大減小了傳感器體積，有效提高了傳感器的抗干擾能力。2）與納米技術(shù)結(jié)合，基于傳感器實(shí)現(xiàn)的新方法，采用納米結(jié)構(gòu)或納米材料的某些典型特征，設(shè)計(jì)極高靈敏度的痕量檢測(cè)微系統(tǒng)。3）與生物技術(shù)結(jié)合，開發(fā)微型生物、化學(xué)傳感系統(tǒng)，用于疾病檢測(cè)、生化分析、有毒有害物質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域。4）與網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)結(jié)合，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化傳感技術(shù)和微弱信號(hào)融合技術(shù)，用于有用信號(hào)增強(qiáng)及原位、在體、實(shí)時(shí)、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測(cè)等。5）與太赫茲輻射技術(shù)結(jié)合，開發(fā)太赫茲光譜檢測(cè)、太赫茲成像分析和太赫茲遙測(cè)技術(shù)，用于國(guó)防、安全檢查、材料識(shí)別與診斷、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等領(lǐng)域。太赫茲輻射（T-射線，波長(zhǎng)為30-3000μm范圍內(nèi)的電磁波）可以像X-射線那樣穿過某些材料“看”到其背后的物質(zhì)，T-射線光子能量極低，不會(huì)對(duì)人體和其他材料造成電離，大多數(shù)包裝材料如紙張、碳素板、塑料等對(duì)T-射線都是透明的，而金屬和含有水分的材料不能透過T-射線?？梢岳肨-射線進(jìn)行成像，透視出包裝物品內(nèi)部物體的T-射線圖像來，從而可以應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)的安全檢查和人體內(nèi)有損傷或破裂器官的檢查。6）結(jié)合分子影像學(xué)，開發(fā)活體內(nèi)可見光成像分析、小動(dòng)物光學(xué)分子成像分析技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)傷、實(shí)時(shí)、活體、特異、精細(xì)(分子水平)的顯像分析。7）結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù)，開發(fā)針尖增強(qiáng)拉曼顯微分析、生物芯片SERS分析技術(shù)，具有靈敏度高、干擾小的特點(diǎn)，適合于研究界面效應(yīng)，可以解決生物化學(xué)、生物物理和分子生物學(xué)中的許多檢測(cè)難題，有望解決超高靈敏度分析問題，甚至進(jìn)行單細(xì)胞和單分子分析。8）結(jié)合核磁共振技術(shù)，開發(fā)新的核磁共振波譜分析、核磁共振成像分析技術(shù)，以提高靈敏度、空間分辨率和時(shí)間分辨率。其中高時(shí)空分辨成像技術(shù)，還直接導(dǎo)致形成了腦功能成像這一新的研究領(lǐng)域。9）結(jié)合像差校正技術(shù)，開發(fā)電子、粒子束微區(qū)分析技術(shù)，利用電子、粒子束探索和分析樣品表面形貌、原子和分子結(jié)構(gòu)、元素組成、化學(xué)狀態(tài)。電子、粒子束微區(qū)分析技術(shù)在材料科學(xué)、微電子學(xué)、化學(xué)與催化、環(huán)保、能源、生命科學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣，其分辨本領(lǐng)有日益提高的趨勢(shì)，目前點(diǎn)分辨已突破1A的限制，能量分辨率達(dá)到0.1eV水平。10）結(jié)合生命科學(xué)技術(shù)，開發(fā)基因測(cè)序和基因轉(zhuǎn)錄檢測(cè)技術(shù)、蛋白質(zhì)鑒定和大規(guī)模蛋白質(zhì)間相互作用檢測(cè)技術(shù)、蛋白質(zhì)組生物信息檢測(cè)和代謝組學(xué)分析技術(shù)。2、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際上儀器科技產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是微型化、數(shù)字化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步向縱深發(fā)展，并在產(chǎn)品性能上向高精度、高可靠性、高環(huán)境適應(yīng)性目標(biāo)前進(jìn)，在人機(jī)界面土更便于人的操作、使用，以及與人類生活、健康有關(guān)的各類儀器科技產(chǎn)品有望得到較大的發(fā)展并進(jìn)入家庭。通過家庭、社區(qū)、醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)將使保健、疾病診治從醫(yī)院向社區(qū)、家庭發(fā)展。儀器科技產(chǎn)品的微型化發(fā)展趨勢(shì)，主要依托于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的微米/納米制造技術(shù)和微電子IC制造技術(shù)，使儀器科技產(chǎn)品集機(jī)械、傳感、測(cè)控等部件于一個(gè)芯片上，并能按微電子IC批量加工工藝制造。儀器科技產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢(shì)，隨微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，它使儀器科技產(chǎn)品與數(shù)字處理器，超大規(guī)模專用集成電路、PC技術(shù)、人工智能技術(shù)進(jìn)一步融合在一起。國(guó)際上目前先進(jìn)的數(shù)字化、智能化儀器儀表系統(tǒng)構(gòu)成，以數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)(DSPS)為代表，它以DSP為核心，配合先進(jìn)的混合信號(hào)電路，專用系統(tǒng)集成電路、元件及開發(fā)工具等組成對(duì)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的完整解決方案。在數(shù)字化和智能化發(fā)展趨勢(shì)中，硬件和軟件處于同樣重要的地位，硬件是基礎(chǔ)，儀器使用新器件、新工藝，特別是超大規(guī)模集成的新器件，能使原來不能實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)成為可能，因此新器件的采用能成為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的重要籌碼。另一方面軟件在智能儀表的發(fā)展中起著越來越重要的作用，現(xiàn)代儀器儀表設(shè)計(jì)中軟件工作量已占到70%-80%，這在某種程度上決定著儀器的功能和性能。軟件能完成性能指標(biāo)補(bǔ)償、自動(dòng)測(cè)試，自檢、自診斷、數(shù)據(jù)采集、控制、傳輸、顯示等功能。有的如計(jì)算機(jī)、光盤等的評(píng)估測(cè)試，主要由軟件完成。軟件將成為今后智能儀表發(fā)展的重要方向。未來10年，更高程度的智能化應(yīng)包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識(shí)的結(jié)合分析結(jié)果，智能化的標(biāo)志是知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用3、現(xiàn)代智能儀表的技術(shù)趨勢(shì)儀器儀表作為信息工業(yè)的源頭，是以電腦和微處理器的技術(shù)為核心技術(shù)，以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、通信、圖像顯示、自動(dòng)控制理論為共性關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。這些信息技術(shù)應(yīng)用到儀器儀表中，促成儀器儀表產(chǎn)品升級(jí)為智能儀器儀表，發(fā)展成為信息工業(yè)領(lǐng)域中一大系列產(chǎn)品群體。儀器儀表產(chǎn)品正向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化方向迅速邁進(jìn)。1）微型化：儀器儀表產(chǎn)品微型化主要?dú)w結(jié)于超大規(guī)模集成（VLSI）新器件、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、圓片規(guī)模集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等；采用微控技術(shù)、微加工技術(shù)、微檢測(cè)技術(shù)、微光源、微分光光學(xué)系統(tǒng)、微傳感器等，使儀器儀表產(chǎn)品體積縮小，精度提高。2）智能化：儀器儀表產(chǎn)品智能化主要?dú)w結(jié)于微處理器和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。以美國(guó)德州儀器公司提出的“DSPC”概念為例，以DSP芯片為核心，配合先進(jìn)的混合信號(hào)電路、ASIC電路、元件及開發(fā)工具等提供整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案。目前DSP的生產(chǎn)工藝正在由0.35μm轉(zhuǎn)向0.25μm、0.18μm、0.13μm，2005年可達(dá)到0.075μm。到2010年，DSP芯片的集成度將會(huì)提高11倍，單個(gè)芯片上將會(huì)集成5億只晶體管。3）網(wǎng)絡(luò)化：由于測(cè)量設(shè)備自動(dòng)化、智能化水平的提高，多臺(tái)儀器聯(lián)網(wǎng)已推廣應(yīng)用，虛擬儀器、三維多媒體等新技術(shù)開始實(shí)用化。儀器儀表產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化主要?dú)w結(jié)于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS（FieidbusControlSystem）將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角，Internet和Intranet技術(shù)也進(jìn)入控制領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產(chǎn)到管理、直到經(jīng)營(yíng)等各方面。通過Internet網(wǎng)，儀器用戶之間可異地交換信息和瀏覽，廠商能直接與異地用戶交流，能及時(shí)完成如儀器故障診斷、指導(dǎo)用戶維修或交換新儀器改進(jìn)的數(shù)據(jù)、軟件升級(jí)等工作。國(guó)外著名儀器廠商正在積極研制和開發(fā)新型網(wǎng)絡(luò)化智能化測(cè)量設(shè)備，如美國(guó)P&SDataCom（Microchip）公司通過多年對(duì)智能設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)間通訊方式的研究和開發(fā)，發(fā)明了具有專利的通用網(wǎng)絡(luò)通訊控制器芯片--WebChipTM，并提供了一種簡(jiǎn)單、低價(jià)格、完整的智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接方案。4）虛擬化：儀器儀表產(chǎn)品虛擬化主要?dú)w結(jié)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它是一種由計(jì)算機(jī)全部或部分生成的多維感覺環(huán)境，給參與者產(chǎn)生各種感官信息，使參與者有身臨其境的感覺，能體驗(yàn)、接受和認(rèn)識(shí)客觀世界中的客觀事物，深化概念和建造新的構(gòu)想和創(chuàng)意。4、應(yīng)用趨勢(shì)數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)把模擬儀器的精度、分辨力與測(cè)量速度提高了幾個(gè)量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化打下了良好的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)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(cè)量轉(zhuǎn)變成測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接受、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)變成用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表中的進(jìn)一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域測(cè)試。90年代，儀器儀表與測(cè)量科學(xué)技術(shù)突破性進(jìn)展是儀器儀表智能化程度的提高；DSP芯片的大量問世，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)處理功能大大加強(qiáng)；微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和圖象處理功能；現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，Internet和Internet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品將向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能化的方向發(fā)展，跨學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)。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(cè)、控制對(duì)象的全方位信息。未來10年，而更高程度的智能化應(yīng)包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識(shí)的結(jié)合分析結(jié)果，智能化的標(biāo)志是知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用。利用物理學(xué)的新效應(yīng)和高新技術(shù)及其成就開發(fā)新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強(qiáng)抗干擾能力傳感器技術(shù)和測(cè)試儀器儀表。如：利用高溫超導(dǎo)量子干涉儀（SGUID）開發(fā)計(jì)量測(cè)試儀器、物理學(xué)測(cè)試儀器、地理和地質(zhì)學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器、醫(yī)療儀器、無損材料檢測(cè)儀器等。利用橢偏技術(shù)來檢測(cè)光纖、光學(xué)玻璃等，它與近場(chǎng)光學(xué)相結(jié)合，不僅可以測(cè)量表面精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)近場(chǎng)光學(xué)反射偏振信息可以分辨出被測(cè)物體的材料，這是目前實(shí)驗(yàn)研究新探索。將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀技術(shù)用于高精密的幾何量與機(jī)械量和多種無形態(tài)的量的測(cè)量，開發(fā)以新一代微型光纖傳導(dǎo)激光干涉儀，它的測(cè)量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍，分辨率可達(dá)10mm。發(fā)展納米測(cè)量技術(shù)，建立納米計(jì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這是當(dāng)今在計(jì)量與測(cè)試技術(shù)研究中十分活躍的課題。分析儀器正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化，傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式，轉(zhuǎn)化為光、機(jī)、電、算（計(jì)算機(jī)）一體化、自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)，并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展（帶有自診斷自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能）。由于以信息技術(shù)為代表高新科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使科學(xué)儀器的工作原理，設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法發(fā)生了明顯的變化5、發(fā)展特點(diǎn)根據(jù)上述儀器儀表國(guó)際發(fā)展的趨勢(shì)，可以十分清楚的看出現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展具有以下主要特點(diǎn)：1）技術(shù)指標(biāo)不斷提高就如奧林匹克運(yùn)動(dòng)的口號(hào)是更高、更快、更強(qiáng)一樣，儀器儀表在提高檢測(cè)控制技術(shù)指標(biāo)上是永遠(yuǎn)的追求。以儀器儀表和測(cè)量控制的技術(shù)范圍指標(biāo)來說，如電壓從納伏~100萬伏；電阻從超導(dǎo)至1014Ω；諧波測(cè)量到51次；加速度從10-4—104g；頻率測(cè)量至1010HZ；壓力測(cè)量至108Pa；溫度測(cè)量從接近絕對(duì)零度至1010℃等。以提高測(cè)量精度指標(biāo)來說，工業(yè)參數(shù)測(cè)量提高至0.02%以上，航空航天參數(shù)測(cè)量達(dá)到0.05%以上，計(jì)量精度和科學(xué)儀器達(dá)到的精度更是與時(shí)俱進(jìn)。以提高測(cè)量的靈敏度來說更是向單個(gè)粒子、分子、原子級(jí)發(fā)展。提高測(cè)量速度（響應(yīng)速度），靜態(tài)0.1~0.2ms，動(dòng)態(tài)為L(zhǎng)μs。提高可靠性，一般要求為2~5萬小時(shí)，高可靠要求25萬小時(shí)。穩(wěn)定性（年變化）＜±0.05%（高精度儀器）或＜±2）最先應(yīng)用新的科學(xué)研究成果，高新技術(shù)大量采用現(xiàn)代儀器儀表作為人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界、改造物質(zhì)世界的第一手工具，是人類進(jìn)行科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的最基本工具。人類很早就懂得“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(xiàn)如信息論、控制論、系統(tǒng)工程理論，微觀和宏觀世界研究成果及大量高新技術(shù)如微弱信號(hào)提取技術(shù)，計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，激光技術(shù)，超導(dǎo)技術(shù)，納米技術(shù)等均成為儀器儀表和測(cè)量控制科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，現(xiàn)代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術(shù)成果集成的裝置和系統(tǒng)層出不窮。3）單個(gè)裝置微小型化，智能化，可獨(dú)立使用，嵌入式使用和聯(lián)網(wǎng)使用測(cè)量控制儀器儀表大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)及專家系統(tǒng)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(xiàn)的“芯片式儀器儀表”，“芯片實(shí)驗(yàn)室”等看，單個(gè)裝置的微小型化和智能化將是長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。從應(yīng)用技術(shù)看，微小型化和智能化裝置的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)得到重視。4）測(cè)控范圍向有關(guān)工作方式立體化、全球化擴(kuò)展，測(cè)量控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著測(cè)量控制儀器儀表所測(cè)控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展，儀器儀表和測(cè)控裝置已不再呈單個(gè)裝置形式，它必然向測(cè)控裝置系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。例如一個(gè)大型水電站的測(cè)控系統(tǒng)，僅檢測(cè)大壩安全性的傳感器就達(dá)數(shù)千個(gè)，此外各個(gè)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)及水位情況的檢測(cè)控制點(diǎn)（I/O測(cè)控點(diǎn)）將超過萬點(diǎn)，要達(dá)到大型水電站的正常發(fā)電和送電，必須將各個(gè)測(cè)控點(diǎn)的測(cè)控裝置形成網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)有機(jī)的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；又例如衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)，人造衛(wèi)星上配置的各種傳感器就達(dá)到數(shù)千，它首先要將衛(wèi)星上各種測(cè)控裝置構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)測(cè)控子系統(tǒng)，然后和多個(gè)地面站的測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)廣域測(cè)控系統(tǒng)。5）便攜式、手持式以至個(gè)性化儀器儀表大量發(fā)展隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關(guān)注，檢測(cè)與人們生活密切相關(guān)的各類商品、食品質(zhì)量的儀器儀表，預(yù)防和治療疾病的各種醫(yī)療儀器是今后發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)?？茖W(xué)儀器的現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)在線化，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。6、現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)從現(xiàn)代儀器儀表科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)，可以列出儀器儀表發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)如下。1）傳感技術(shù)傳感技術(shù)不僅是儀器儀表實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的基礎(chǔ)，它也是儀器儀表實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。這不僅因?yàn)榭刂票仨氁詸z測(cè)輸入的信息為基礎(chǔ)，并且是由于控制達(dá)到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。廣義而言傳感技術(shù)必須感知三方面的信息，它們是客觀世界的狀態(tài)和信息，被測(cè)控系統(tǒng)的狀態(tài)和信息以及操作人員需了解的狀態(tài)信息和操控指示。在這里應(yīng)注意到客觀世界無窮無盡，測(cè)控系統(tǒng)對(duì)客觀世界的感知主要集中于與目標(biāo)相關(guān)的客觀環(huán)境（簡(jiǎn)稱既定目標(biāo)環(huán)境），既定目標(biāo)環(huán)境之外的環(huán)境信息可通過其它方法采集。被測(cè)控系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的物或單一的樣本，可以是復(fù)雜的無人直接操縱的自動(dòng)系統(tǒng)，可以是有人（群）在內(nèi)操作的大型自動(dòng)化系統(tǒng)或社會(huì)活動(dòng)系統(tǒng)，也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態(tài)為目標(biāo)的傳感技術(shù)是醫(yī)療診治儀器的基礎(chǔ)和核心。操作人員可以是單人，但在系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。窄義而言，傳感技術(shù)主要是客觀世界有用信息的檢測(cè)，它包括有用被測(cè)量敏感技術(shù)，涉及各學(xué)科工作原理、遙感遙測(cè)、新材料等技術(shù)；信息融合技術(shù)，涉及傳感器分布，微弱信號(hào)提取（增強(qiáng)），傳感信息融合，成像等技術(shù)；傳感器制造技術(shù)，涉及微加工，生物芯片，新工藝等技術(shù)。2）系統(tǒng)集成技術(shù)系統(tǒng)集成技術(shù)直接影響儀器儀表和測(cè)量控制科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用廣度和水平，特別是對(duì)大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動(dòng)化程度和效益有決定性影響，它是系統(tǒng)級(jí)層次上的信息融合控制技術(shù)，包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術(shù)，物理層配置技術(shù)，系統(tǒng)各部份信息通信轉(zhuǎn)換技術(shù)，應(yīng)用層控制策略實(shí)施技術(shù)等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還包括各級(jí)操作人員需求分析技術(shù)。3）智能控制技術(shù)智能控制技術(shù)是人類以接近最佳方式，通過測(cè)控系統(tǒng)以接近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)達(dá)到既定目標(biāo)的技術(shù)，是直接涉及測(cè)控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術(shù)，是從信息技術(shù)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。智能控制技術(shù)可以說是測(cè)控系統(tǒng)中最重要和最關(guān)鍵的軟件資源。從目前發(fā)展趨勢(shì)看，在企業(yè)信息化ERP/MES/PCS三級(jí)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，軟件的價(jià)格已超過硬件的3倍。而有關(guān)石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的先進(jìn)控制軟件價(jià)格就超過系統(tǒng)硬件價(jià)格。智能控制技術(shù)包括仿人的特征提取技術(shù)，目標(biāo)自動(dòng)辨識(shí)技術(shù)，知識(shí)的自學(xué)習(xí)技術(shù)，環(huán)境的自適應(yīng)技術(shù)，最佳決策技術(shù)等。4）人機(jī)界面技術(shù)人機(jī)界面技術(shù)主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設(shè)備、主系統(tǒng)的操作員操作儀器儀表或主設(shè)備、主系統(tǒng)服務(wù)。它使儀器儀表成為人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界的直接操作工具。儀器儀表、甚至配有儀器儀表的主設(shè)備、主系統(tǒng)的可操作性、可維護(hù)性主要由人機(jī)界面技術(shù)完成。儀器儀表具有一個(gè)美觀、精致、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的人機(jī)界面，常成為人們選用儀器儀表及配有儀器儀表的主設(shè)備、主系統(tǒng)的一個(gè)重要條件。人機(jī)友好界面技術(shù)包括顯示技術(shù)、硬拷貝技術(shù)、人機(jī)對(duì)話技術(shù)、故障人工干預(yù)技術(shù)等?？紤]到操作人員從單機(jī)單人向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發(fā)展、人機(jī)友好界面技術(shù)正向人機(jī)大系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展。此外，隨著儀器儀表的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，識(shí)別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術(shù)也日益受到重視。5）可靠性技術(shù)隨著儀器儀表和測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，可靠性技術(shù)特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業(yè)設(shè)施，大型工程和工業(yè)生產(chǎn)中起到提高戰(zhàn)斗力和維護(hù)正常工作的重要作用。這些部門一旦出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此裝置的可靠性、安全性、可維性、特別是包括受測(cè)控系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維性顯得特別重要。像2003年8月15日美國(guó)、加拿大大面積停電的事故，是決不應(yīng)由部分設(shè)備故障而擴(kuò)展造成！儀器儀表和測(cè)控系統(tǒng)的可靠性技術(shù)除了測(cè)控裝置和測(cè)控系統(tǒng)自身的可靠性技術(shù)外，同時(shí)還要包括受測(cè)控裝置和系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的故障處理技術(shù)。測(cè)控裝置和系統(tǒng)可靠性包括故障的自診斷、自隔離技術(shù)，故障自修復(fù)技術(shù)，容錯(cuò)技術(shù)，可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，可靠性制造技術(shù)等。十：現(xiàn)代儀器與傳統(tǒng)儀器的區(qū)別與比較1、傳統(tǒng)儀器與現(xiàn)代儀器的比較傳統(tǒng)的儀器一般采用簡(jiǎn)單的電子電路來轉(zhuǎn)換測(cè)量數(shù)據(jù)，用直觀的直讀的模式顯示或讀出測(cè)試數(shù)據(jù)，沒有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理功能，要通過人工來進(jìn)行計(jì)算、比對(duì)，得出測(cè)量結(jié)果。只能用于一般測(cè)量精度不太高的數(shù)據(jù)測(cè)量，由于它的成本比較低，目前還擁有一定市場(chǎng)。智能儀器是帶有微型處理系統(tǒng)，或可接入微型計(jì)算機(jī)智能化儀器。它通過電子電路來轉(zhuǎn)換測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)運(yùn)算邏輯判斷，通過全自動(dòng)化的操作過程得到準(zhǔn)確無誤的測(cè)量結(jié)果，并可通過打印機(jī)輸出文字結(jié)果。智能儀器現(xiàn)在已廣泛用于電子，化工，機(jī)械，輕工，航空等行業(yè)的精密測(cè)量，對(duì)我國(guó)制造業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)手段，起到了重要的作用。2、傳統(tǒng)儀器的缺陷傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器是一個(gè)自封閉的系統(tǒng)，它作為獨(dú)立的設(shè)備擁有自己的機(jī)箱包括各種開關(guān)旋鈕的操作面板，信號(hào)輸入輸出端，指針式或LED顯示表，CRT或LCD波形顯示窗口，打印輸出端口。儀器內(nèi)部包括有傳感器、信號(hào)處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、存儲(chǔ)器和內(nèi)部總線等專門化的電路。通過這些電路來轉(zhuǎn)換、測(cè)量、分析實(shí)際信號(hào)，并將結(jié)果以各種方式顯示。但是由于儀器所包含的功能均由儀器廠家定義，所有的功能塊全部都是以硬件(或固化了的軟件)的形式存在于測(cè)量?jī)x器中，單臺(tái)儀器的功能單一、固定，用戶無法根據(jù)實(shí)際需要改變或擴(kuò)展儀器功能。而在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師往往需要用到多種不同的測(cè)量功能，在進(jìn)行野外實(shí)地測(cè)量的情況下，在測(cè)量的信號(hào)種類較多的情況下，在需要對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、離線分析的情況下，傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器就體現(xiàn)出了諸多的不便和功能上的局限。雖然電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)的儀器注入了強(qiáng)大的活力。特別是微電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)字化儀器，智能儀器的快速發(fā)展，使其功能越來越強(qiáng)，精度越來越高，性能越來越好。但是，傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器的固有局限性并沒有根本改變3、現(xiàn)代儀器的優(yōu)勢(shì)極大地?cái)U(kuò)充了常規(guī)儀器的應(yīng)用范圍。由于現(xiàn)代智能儀器一開始就顯示它強(qiáng)大的生命力，目前已成為儀器儀表發(fā)展的一個(gè)主導(dǎo)方向。它的不斷發(fā)展對(duì)自動(dòng)控制、電子技術(shù)、國(guó)防工程、航天技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)等將產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)代智能儀器是含有微型計(jì)算機(jī)或者微型處理器的測(cè)量?jī)x器，擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)運(yùn)算邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能。現(xiàn)代智能儀器的出現(xiàn)，極大地?cái)U(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。現(xiàn)代智能儀器憑借其體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。十一：現(xiàn)代儀器儀表在當(dāng)今社會(huì)中的重要作業(yè)與地位1、工業(yè)生產(chǎn)方面美國(guó)商務(wù)部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局20世紀(jì)90年代中發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，美國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值約占工業(yè)總產(chǎn)值4%，而它拉動(dòng)的相關(guān)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)值卻達(dá)到社會(huì)總產(chǎn)值66%，儀器儀表發(fā)揮出“四兩撥千斤”的巨大的“倍增”作用。事實(shí)上，現(xiàn)代化大生產(chǎn)，如發(fā)電、煉油、化工、冶金、飛機(jī)和汽車制造等，離開了只占企業(yè)固定資產(chǎn)大約10%的各種測(cè)量與控制儀器儀表裝置就不能正常安全生產(chǎn)，更難以創(chuàng)造巨額的產(chǎn)值和利潤(rùn)。專家們形象地把儀器儀表比喻為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的“卡脖子”產(chǎn)業(yè)。2、科學(xué)研究方面離開了科學(xué)儀器，一切科學(xué)研究都無法進(jìn)行。在重大科技攻關(guān)項(xiàng)目中，幾乎一半的人力財(cái)力都是用于購(gòu)置、研究和制作測(cè)量與控制的儀器設(shè)備。諾貝爾獎(jiǎng)設(shè)立至今，眾多獲獎(jiǎng)?wù)叨际墙柚谙冗M(jìn)儀器的誕生才獲得重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)；甚至許多科學(xué)家直接因?yàn)榘l(fā)明科學(xué)儀器而獲獎(jiǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近80年來獲諾貝爾獎(jiǎng)同科學(xué)儀器有關(guān)的達(dá)到38人。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者R.R.Ernst說過：“現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展。”基因測(cè)量?jī)x器的問世，使世界基因研究計(jì)劃提前6年完成就是最好的證明。從神州2號(hào)至神州5號(hào)上，共有185臺(tái)（套）科學(xué)儀器裝置，為神州5號(hào)飛船的成功發(fā)射并獲取大量寶貴的飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù)和科學(xué)資料。要加快科學(xué)研究和高技術(shù)的發(fā)展，儀器儀表必須先行。