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电子测量仪器简介电子测量技术发展前景

2019-06-13 6人读过

?电子测量仪器简介 电子测量技术发展前景

科学技术及工业的发展,促进了电子测量技术的迅速发展,使得电子测量仪器的测量范围和测量精度都有了很大的提升,同时,也对测量技术和测量仪器等提出来更高的要求。然而,电子测量仪器的现状并不能满足要求,它的发展道路仍然很漫长、市场需求量也还很大、发展前景十分广阔。

1 引言

电子测量仪器是知识和技术密集化,正处于高速发展中的行业。电子测量的基础是电子电路技术,同时也融合了信号处理、通信工程、数字技术、测量测试技术、计算机、微电子以及软件等技术共同构成的的单独的测量设备或系统。通过电量、光量等形式来实现对被测对象中的各项参数进行测量或对被测系统的运行进行一定的控制。由于各种相关技术的高速发展,并逐步应用到电子测量技术和仪器中,再加上更高级的测量理论和方法不断出现,还有测量领域的不断拓展,电子测量仪器和设备已经在航空、航天、电视、广播、电子、能源、交通、通信以及信息系统、微电子和电子元器件测试等方面达到了新的高度,远远突破了传统仪器的测量范围和精度。快速、实时、精确、自动的测量已经成为现代测量技术和仪器的发展主流。

随着大规模集成电路的发展,电子测量仪器技术也发生了革命性的进步。大规模集成电路的广泛使用,使得现代电子测量仪器功耗更低、体积更小、功能更全面、可靠性更高。经过几十年的发展,我国的电子测量仪器也取得了一定的成就,规模不断扩大,技术也不断更新。全球各大仪器厂商在我国市场的激烈竞争,也带动了我国本土测试测量仪器研发与测试技术应用的迅速发展。

2 电子测量仪器发展历史

电子测量仪器的发展可以溯到20世纪20年代,科学技术的发展推进了电子技术的进步,同时促使了电子管的出现。电子技术测量速度快,频谱范围宽,容易进行遥控等众多的特点,使得电子技术很快的应用到测量技术中,引领测量仪器进入了一个新的历史时期。进入20世纪50年代,半导体技术开始迅速发展,晶体管比电子管功耗更低、体积更小、频谱范围更宽、稳定性更高,使得电子管很快被晶体管所代替,出现了性能更为优良的频谱测量仪、示波器等。20世纪60年代,中小规模集成电路的出现再次将电子测量仪器的发展推向更高的阶段,集成电路将电阻、电容、二极管、三极管等大量的元器件集成到同一块很小的硅片上,从而实现元件、材料、电路的三位一体。这样的集成电路的在电子测量中的应用,使得电子测量仪器的体积更小,而且同时又拓展了测量范围,提高了测量精度。现在的很多测量仪器基本都是由集成电路组成,而且具备一些智能化和络化的特点。

我国电子测量仪器的第一次发展机遇是在20世纪50~60年代,建国初期第一批156项重大工程中有12 项是电子测量仪器工程,包括11个电子测量仪器工厂和1个电子测量仪器研究所,基本满足了当时国防装备和国防工业对电子测量仪器的需求。

第二次发展机遇的出现,主要来源于中国经济的发展,中国经济经过改革开放近30年的发展。尤其是第九个五年规划期间,我国电子测量仪器在很多重大科技领域取得了突破性进展,这些为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。

3 我国电子测量仪器现状

3.1 发展模式

改革开放对我国电子测量仪器的发展来说,挑战与机遇并存。所谓的挑战,主要指对我国的电子测量仪器而言,由于与国外电子测量仪器的技术水平以及产品性能相差甚远,国内外的市场很不乐观,处境的地位十分尴尬。这种情况,也促使我国电子测量仪器行业进行了产业结构的调整,着重提高产品质量,提高产品技术水平,并通过引进、消化、吸收和国产化等工作促进电子测量仪器的快速发展。

3.2 中国高科技测量仪器方面取得的成果

(1)成功研制出微波毫米波矢量络分析仪。

(2)掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪。

(3)VXI总线技术取得重大进展。

(4)电子测试仪器向毫米波推进。

(5)通信测量仪器达到高技术水平。

(6)数字化仪器迅速发展。

3.3 中国电子测量仪器存在的问题

尽管经过几十年的发展,我国电子测量仪器行业取得了非常大的进步,但同国外厂商相比,差距仍然不容小视,这主要表现在下列几个方面:

(1)数字化电子测量仪器的使用率还比较低,需要进一步提高。

(2)电子测量仪器中的软件技术还没有体现出来。

(3)LXI等总线技术差距还很大。

(4)模块化是国际电子测量仪器发展的方向,模块化与总线技术、软件技术是三位一体的,这方面也相差很远。

(5)电子电路技术、同轴器件组件技术以及波导器件组件的技术集成技术还有待进一步发展。

4 电子测量仪器的发展方向

电子测量仪器的发展是各种高新技术共同发展的产物,其发展应该与它们同步,甚至要领先于它们,为各种高新技术发展奠定工具基础。当前电子测量仪器的发展趋势可以概括为如下几个方面:

(1)出现了单台仪器向系统融合,以及元器件测试仪器同专用设备慢慢融合为一体的发展趋势。

(2)随着数据采集、模/ 数变换等技术在电子测量中的应用,电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化、智能化和多功能自动测量的方向发展。未来仪器的性能会更好,测量的精度和灵敏度将更高,动态范围会更大。

(3)集成化的计算机辅助测试环境和功能很强的应用软件,使得计算机与电子测量仪器实现了大融合,这使得电子测量仪器精度和可靠性以及测试技术水平向着更高层次的方向发展。

(4)测试及仿真软件在仪器中广泛应用。仪器的硬件、相关测试软件和仿真软件等随着计算机性能的逐步提高结合变得愈加紧密。首先,硬件模块化的设计与功能更为强大的软件的结合在一起,构成了具有新功能的仪器。其次,软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用。将实现设计、仿真、测量和验证的有机结合。

(5)测量仪器的数据采集和数据、信号处理功能不断增强,大量先进仪器的更新和功能扩展,不再是单单地靠制作的精细等方法去拼硬件,而是采用数据处理、信号处理和误差修止等方法来实现。

(6)新的总线技术的发展,CAD、CAT等技术的逐步应用,还有模块化技术,加快了测量仪器的研发周期,也使仪器的结构更紧凑、可靠性更高、性能价格比更好。

5 结束语

以信息技术为代表的新技术的发展促进了电子行业的快速增长,也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。计算机技术与仪器的进一步融合,使得仪器的更容易操作和进行软件的升级,大幅度提升了仪器的数据处理、测量能力以及分析能力。此外,软件工程、仿真技术以及络技术等在众多领域的逐步应用,为电子测量技术与仪器的发展提供了强大的支撑工具。总而言之,电子测量仪器的发展是多学科、多领域共同进步的结晶,同时他们又相互的为彼此服务,共同发展。

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