50年代初期，儀器儀表取得了重大突破毫蚁，數(shù)字技術的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問世，把模擬儀器的精度析深、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點咨锐。60年代中期持蓄，測量技術又一次取得了進展系馁，計算機的引入臂外，使儀器的功能發(fā)生了質的變化喇颁，從個別電量的測量轉變成測量整個系統(tǒng)的待征參數(shù)漏健，從單純的接收橘霎、顯示轉變?yōu)榭刂颇杞⒎治鼋闳⑻幚硗呤ⅰ⒂嬎闩c顯示輸出，從用單個儀器進行測量轉變成用測量系統(tǒng)進行測量谭溉。70年代，計算機技術在儀器儀表中的進一步滲透橡卤，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)或(Data domain)測試碧库。80年代，由于微處理器被用到儀器中乞哀，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展谤变，過去直觀的用于調節(jié)時基或幅度的旋轉度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動開關适系，通、斷開關鍵已經(jīng)消失高骑。測量系統(tǒng)的主要模式，是采用機柜形式辈殃，全部通過IEEE-488總線送到一個控制品上苔免。測試時债案，可用豐富的BASIC語言程序來高速測試更启。不同于傳統(tǒng)獨立儀器模式的個人儀器已經(jīng)得到了發(fā)展截型。90年代趴荸，儀器儀表與測量科學進步取得重大的突破性進展菠劝。這個進展的主要標志是儀器儀表智能化程度的提高赊舶。突出表現(xiàn)在以下幾個方面：微電子技術的進步將更深刻地影響儀器儀表的設計：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;微型機的發(fā)展笼平，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力;圖像處理功能的增加十分普遍;VXI總線得到廣泛的應用。
　　一舔痪、圓外儀器儀表發(fā)展特點：
　　1、新技術的應用锄码。目前普遍采用EDA(電子設計自動化)、CAM(計算機輔助制造)滋捶、CAT(計算機輔助測試)、DSP(數(shù)字信號處理)弛镣、ASIC(專用集成電路)及SMT(表面貼裝技術)等凄在。
　　2钩裆、產(chǎn)品結構變化舞懦。注重性能價格化图盖。在重視高檔儀器開發(fā)的同時毕蕉，注重高新技術和量大面廣產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。
　　注重系統(tǒng)集成乙笛，不僅著眼于單機，更注重系統(tǒng)刽室、產(chǎn)品軟化柄立，隨著各類儀器裝上了CPU缝帝，實現(xiàn)了數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力花墩、財力、今后的儀器歸納成一個簡單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件冰蘑，AD芯片將模擬信號變成數(shù)字信號和泌，再經(jīng)過軟件處理變換后用DA輸出祠肥。
　　3武氓、產(chǎn)品開發(fā)準則發(fā)生了變化仇箱。從技術驅動轉為市場驅動县恕，從一味追求高精尖轉為“恰到好處”剂桥。開發(fā)一項成功產(chǎn)品的準則是，用戶有明確的需求;能用最短的開發(fā)時間投放市場;功能與性能要恰到好處;產(chǎn)品開發(fā)準則的另一變化是收縮方向美尸，集中優(yōu)勢。
　　4幼氏、生產(chǎn)技術注重專業(yè)生產(chǎn)绸秸，不大而全。生產(chǎn)過程采用自動測試系統(tǒng)辫航。目前多以GP-IB儀器組建自動測試系統(tǒng)。生產(chǎn)線上盡是一個個大的測試柜漓惕，快速地進行自動測試决榔、統(tǒng)計、分析菜犀、打印出結果。
　　二栽斑、國外儀器儀表發(fā)展趨勢
　　1、自動化儀器的發(fā)展趨勢
　　工業(yè)自動化控制儀表主要包括變送器韭赘、調節(jié)器、調節(jié)閥等設備泉瞻，控制儀表從基地式調節(jié)器(變送脉漏、指示袖牙、調節(jié)一體化的儀表)開始，經(jīng)歷了氣功鞭达、電動單元組合儀表到計算機控制系統(tǒng)(DDC)，直到今日的分散控制系統(tǒng)DCS坦仍。DCS已經(jīng)走過了20多年的里程，DCS叨襟，以其高度的可靠性、方便的組態(tài)軟件技乡、豐富的控制算法碎痘、開放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點，得到迅速的發(fā)展创靴，成為計算機工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。PLC以其結構緊湊偶刃、功能簡單、速度快、可靠性高割扬、價格低等優(yōu)點偿荷，迅速獲得廣泛應用，已成為與DCS并駕齊驅的另一種主流工業(yè)控制系統(tǒng)跳纳。目前以PLC為基礎的DCS發(fā)展很快，PLC與DCS相互滲透寺庄、相互融合、相互競爭饶深，已成為當前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢逛拱。
　　DCS經(jīng)歷了初創(chuàng)(1975-1980)台猴、成熟(1980-1985)朽合、擴展(1985年以后)幾個發(fā)展時期饱狂，在控制功能完善、信息處理能力酷豫、速度及組態(tài)軟件等方面取得令人矚目的成就，已經(jīng)成為計算機控制系統(tǒng)的主流雀秤。當今幾乎每個發(fā)達國家都生產(chǎn)自己的DCS，生產(chǎn)廠家一百多家飒自， 已銷售幾萬臺套缔龟。主要生產(chǎn)廠家集中在美國秘驻、日本值豫、德國等多家公司戳明，如美國霍尼韋爾(Honewell)的TDC300、TDC3000X、S9000;Foxboro的I/AS;Westing house的WDPF;ABB的MOD300;日本橫河(YOKOY2 W2)的CENUM参歹、Mxl;日立的HIACS3000、5000;德國西門子(Siemens)的TelenermM泽示、SIPAOS200;貝萊(BAILEY)的N90。
　　目前世界上約有200家PLC生產(chǎn)廠家械筛，目前占控制市場份額30%。主要生產(chǎn)廠家有美國的AB公司埋哟、莫迪康公司笆豁、GE公司赤赊、德國的西門子公司闯狱、法國的Teteme Cangue公司抛计、 日本的歐姆龍公司;三菱電機公司哄孤。PLC將與IPC嫡澄、DCS集成旅霍，PLC逐漸成為占自動化裝置及過程控制系統(tǒng)最大市場份額的產(chǎn)品。據(jù)美國專家預測铣翁，到2000年PLC占控制市場份額將超過50%。
　　現(xiàn)場總線技術是九十年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場自動化設備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信技術供馍，是一種用于各種現(xiàn)場儀表(包括變送器、執(zhí)行器刽软、記錄儀、單回路調節(jié)器枢菇、可編程序控制器、流程分析器等)與基于計算機的控制系統(tǒng)之間進行的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)岁九。有人預測：基于現(xiàn)場總線FCS(Fieidbus Control System)將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角，Internet和Intranet技術也將進入控制領域据块，計算機自動化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產(chǎn)到管理折剃、直到經(jīng)營的方方面面。
　　全球的自動化儀表產(chǎn)品市場需求將快速增長怕犁。過程自動化儀表產(chǎn)品市場銷售額，在1996年達到461億美元己莺，到2001年將增長到599億美元，預計到2006年將達到700億美元凌受。從1996年到2001年間的年平均增長率為3.9%，而從2001年到2006年年平均增長率將達到4.6%胜蛉，以不變價格計算挠进，則2006年的銷售額為761億美元誊册。主要應用于玻璃皇驼、陶瓷窘吟、鋼鐵和有限金屬工業(yè)畦怒、軋鋼和鋁板材工業(yè)蠕蹋、化學、食品和制藥業(yè)耻炕、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)定邪、環(huán)保、礦山买臣、石油和天燃氣工業(yè)等。
　　在1996年的自動化產(chǎn)品筏拢，系統(tǒng)和維修的461億美元中，有406億美元是屬于自動化工程項目方面煤痕，有54億美元是用于操作方面。測量和自動化技術作為新的投資摆碉，在工廠現(xiàn)代化技資中將增長2~3倍。到2006年全球過程自動化產(chǎn)品的市場需求情況為：礦山工業(yè)為70億美元、原材料工業(yè)為90億美元忌卤、過程工業(yè)為360億美元扫夜、電站為110億美元驰徊、環(huán)保工業(yè)為70億美元笤闯。就全球地區(qū)而言棍厂，北美占27.2%颗味、西歐占26%勋桶、亞非(不包括日本)占21.1%、日本占12.3%牛跷、東歐占4.7%定合、南美占4.9%叛榆，其它地區(qū)占3.7%，從中看出亞非地區(qū)的市場發(fā)展前景最好码遥。
　　2.科學儀器的發(fā)展趨勢
　　(1)現(xiàn)代光學儀器的發(fā)展趨勢
　　從傳統(tǒng)光學儀器轉變現(xiàn)代光學儀器服半，關鍵在于計算機化班粥，而微電子技術是基礎。光譜儀器發(fā)展最快溜勃，發(fā)達國家80年代巳實現(xiàn)微機化翁旁，現(xiàn)已向聯(lián)用技術廉丽、全自動化(如內(nèi)裝機械手等機器人系統(tǒng)倦微，實現(xiàn)元人操作)正压，實驗室信息管理系統(tǒng)自動化及智能化方向發(fā)展。光學計量儀器從大型精密儀器——三座標測量機到傳統(tǒng)的自準直儀和投影儀都已實現(xiàn)微機化焦履、光電化;激光技術的結合和CCD等光電器件的引人拓劝， 更為快速嘉裤、準確凿将、可靠的在線檢測和監(jiān)控創(chuàng)造了條件校套。
　　未來10年牧抵，由于高新技術的發(fā)展和應用笛匙，將進一步推動光學儀器實現(xiàn)光機電算一體化和智能化∠洌現(xiàn)今的智能化儀器更確切地應稱為“微機化”儀器妹孙。而更高程度的智能化是信息技術的最高層次考叽，應包括理解肢姜、推理连碎、判斷與分析等一系列功能驰闺，是數(shù)值弧哥、邏輯與知識的結合分析結果呕豪，智能化的標志是知識的表達與應用榆眷。電子技術糯档、計算機技術和光電器件的不斷發(fā)展和功能的完善屡旺，為儀器向更高檔次的智能發(fā)展創(chuàng)造了條件。
　　未來10年端制，光和電的滲透會進一步強化嗓万，更多的新技術灸叼、新器件推廣應用，因而在光機電算一體化的基礎上融入不同原理怜姿，派生出新用途的產(chǎn)品慎冤，以滿足各領域日益增長的需求沧卢。具有優(yōu)異性能的光電器件和功能材料的開發(fā)和應用，將加速現(xiàn)代光學儀器的發(fā)展但狭。如CCD器件、半導體激光器立磁、光纖傳感器等制造技術趨于成熟呈队，實現(xiàn)應用已獲突破唱歧，顯示了廣泛的應用前景宪摧。它必將使光學儀器領域發(fā)生重要變革，推動產(chǎn)品向小型化连欲、高分辨、光電化和自動化發(fā)展椅损。
　　(2)光學計量儀器的發(fā)展趨勢
　　未來的光學計量儀器儀表是簡化設計，大量壓縮零部件祸麸，提高智能化和便于操作，發(fā)展在線計量測試儀器儀表椭斜。
　　利用物理學的新效應和高新技術及其成就開發(fā)新型計量測試儀器儀表和新型高靈敏度、高穩(wěn)定性炒肚、強抗干擾能力的新型傳感器技術。
　　如：利用高溫超導量子干涉器(SGUID)開發(fā)計量測試儀器酱赘、物理學測試儀器、地學和地質學儀器恨锚、化學分析儀器宇驾、醫(yī)學儀器猴伶、無損材料檢驗儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖他挎、光學玻璃等筝尾，這是大家所共知的办桨，它與近場光學相結合筹淫，不僅可以測量表面精細結構呢撞， 同時根據(jù)近場光學反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料损姜，這是目前實驗研究的新探索殊霞。將可調諧穩(wěn)頻激光光譜儀的技術用于高精密的幾何量與機械量和多種無形態(tài)的量的測量寺癌。開發(fā)以新一代微型光纖傳導激光干涉儀，它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍绅荒，分辨率可達1Onm，并且克服了HP激光干涉儀的缺點肌搔，它具有四激光干涉儀的一切功能;另外，它還可用于稱重翎味，研制新型電子天平、高精度的電子皮帶稱民逾、高分辨率的壓力計等。發(fā)展納米測量技術垫凝，建立納米計量測試標準填要，這是當今在計量與測量技術研究中十分活躍的課題仔戈。
　　發(fā)展微量機器人。類似的測量儀器己出現(xiàn)监徘，即Zeiss的Scan Max三坐標測量機晋修。
　　它是利用了智能機器人技術，但要保證測量量值的計量正確性是一個十分復雜理論和技術問題凰盔。目前已得到了初步解決。
環(huán)境保護科學儀器儀表的發(fā)展與進步户敬，將是當今和21世紀的重點研究領域。有關環(huán)蹦蚵科學儀器儀表的檢測和有關這方面的配套的計量儀器儀表還缺乏。
　　用于生產(chǎn)安全與防護的科學儀器儀表也還需大力開發(fā)與發(fā)展抄瑟。它將成為儀器儀表行業(yè)的新分支。
　　(3)分析儀器的發(fā)展趨勢
　　分析儀器正向智能化方向發(fā)展蛹暗，發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)是：基于微電子技術和計算機技術的應用實現(xiàn)分析儀器的自動化噪终，通過計算機控制器和數(shù)字模型進行數(shù)據(jù)采集磕泡、運算痒蛇、統(tǒng)計、分析弦途、處理，提高分析儀器數(shù)據(jù)處理能力抡广，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)實現(xiàn)了分析儀器數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展;分析儀器的聯(lián)用技術向測試速度超高速化、分析試樣超微量化公掰、分析儀器超小型化的方向發(fā)展。
　　世界分析儀器事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展從技術發(fā)展角度來看虏丹，世紀之交的世界分析儀器技術可以說正在經(jīng)歷一場革命性的變化蒋毕，傳統(tǒng)的光學庵佣、熱學歉胶、電化學巴粪、色譜通今、波譜類分析技術都已從經(jīng)典的化學精密機械電子學結構肛根、實驗室內(nèi)人工操作應用模式，轉化為光派哲、機璃氢、電狮辽、算(計算機)一體化、自動化的結構喉脖，并正向更名副其實的智能系統(tǒng)發(fā)展(帶動有自診斷自控椰苟、 自調搂拴、自行判斷決策等高智能功能)。
　　多臺儀器锤勉、多個實驗室結合的綜合分析管理系統(tǒng)(LIMS跋共，Laboratory information Management System)已經(jīng)推廣應用;儀器計算機內(nèi)裝上調制解調器可以上網(wǎng)赵街、制造廠商可與全球用戶或用戶之間實現(xiàn)信息交流(例如廠商對用戶正在使用的儀器進行遠距診斷捡奖、指導正確使用或提出維修指導，各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進行數(shù)據(jù)交換戚绪、情報共享等)，已經(jīng)不是研究開發(fā)的方向曙辛，普遍應用已指日可待。
　　從世界分析儀器銷售增勢來看移鸣，世紀之交在農(nóng)業(yè)、能源隙赁、信息、環(huán)境鸳谜、材料、生物咐扭、醫(yī)學等領域快速發(fā)展的全球需求刺激下芭挽，加上分析儀器技術發(fā)展推動的分析儀器更新?lián)Q代周期不斷縮短蝗肪，使多年來世界分析儀器市場銷售額保持10%左右甚至更高的年增長率，這說明分析儀器行業(yè)不是“夕陽產(chǎn)業(yè)”薛闪，而是能不斷更新保持Ⅵ盛的生命力辛馆。
　　世界分析儀器技術更新快豁延、高科技含量增長迅猛昙篙。
　　為適應現(xiàn)代高科技研究和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展写掖，作為信息時代信息獲取——處理——傳輸鏈的源頭技術揖岔，分析儀器技術的發(fā)展是必然的侥淤。沒有新的分析方法、分析技術和相應的全新分析儀器或侥，不能更高衬械、更全面、更靈敏辙霎、更可靠、更方便地獲取研究亦誊、生產(chǎn)暴撼、社會傻丝、環(huán)境等領域中全方位的分析檢測信息诉儒，21世紀的信息時代就無從談起葡缰。這是我們在世紀之交期間面臨新形勢的一個特征忱反，也是分析儀器新技術、新元器件温算、新產(chǎn)品會不斷涌現(xiàn)怜校、高科技含量越來越大的緣由注竿。從另一個角度來說茄茁，也是被世界科技和產(chǎn)業(yè)巩割、人類社會發(fā)展大形勢的要求逼出來的裙顽，是分析儀器技術適應大形勢發(fā)展的結果宣谈。
　　分析技術和分析儀器的應用日益拓展
　　在20世紀前些年經(jīng)典的分析技術和分析儀器主要是為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)大生產(chǎn)服務，主要為了適應分析蜈率、監(jiān)控工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質量魔辉、保障大生產(chǎn)流程安全高效的要求而發(fā)展、提高的;當今世紀之交分析技術和分析儀器的“用武之地”已經(jīng)大大拓展伺狮，最引人注目的是在生物樊悬、環(huán)保、醫(yī)學等有關人的生存莱妥、發(fā)展領域的應用日新月異谋哼，現(xiàn)代高科技在軍事方面的發(fā)展也促進了分析技術和分析儀器的應用拓展(例如生物武器、化學武器戰(zhàn)爭中調整、靈敏缩铸、準確的現(xiàn)場毒物檢測俭谨、生命保障任務也大大擴大了分析儀器的應用領域)。
　　可以肯定：在新世紀到來后径筏，分析技術和分析儀器的應用由“物”到“人”的拓展趨勢將更加顯著葛假。我們必須看準這個發(fā)展潮流，在分析儀器事業(yè)的發(fā)展思路中擺正位置滋恬、選好方向聊训。
　　21世紀初，世界分析儀器市場的年銷售額遞增率為8-10%恢氯。2000年世界市場將達300億美元带斑，世界分析儀器最大的市場是美國，約占總銷售額的4096勋拟，其次是歐洲約占27%島勋磕，第三是日本，約占20%敢靡，中國進口分析儀器僅占世界銷售額的1.4%挂滓。

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