1、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。 2、現(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)際儀器儀表發(fā)展極為迅速,僅以科學(xué)儀器中的分析儀器為例,世界分析儀器市場(chǎng)年銷售總額由2000年256億美圓到2002年增至316億美圓,年增長(zhǎng)11%以上,是全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的3—4倍。近10幾年來國(guó)際儀器儀表發(fā)展的主要趨勢(shì)是: 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。它還可用于稱重,研制新型電子天平、高精度的電子皮帶稱、高分辨率的壓力計(jì)等。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,其關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)為:(1)微分析技術(shù)即分析儀器的微型化和微量化,其共性技術(shù)有微控技術(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,應(yīng)用上述技術(shù)的微分析儀器如:微流控制芯片、芯片實(shí)驗(yàn)室、微近紅外光譜儀等。(2)生物、化學(xué)傳感器包括新型傳感技術(shù)在分析儀器中的應(yīng)用,將生物芯片 |