儀器儀表新的增長點(diǎn)“三化”成主流趨勢
儀器儀表產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于企業(yè)探九、科研生產(chǎn)等各個領(lǐng)域,在教育領(lǐng)域主要用于學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和教學(xué)。在旺盛市場需求的帶動下和國家宏觀調(diào)控政策的引導(dǎo)下籽慢,我國的儀器儀表行業(yè)呈現(xiàn)出快速、健康的發(fā)展態(tài)勢蔬澜。根據(jù)全世界各大儀表企業(yè)的動作人薯,我們不難發(fā)現(xiàn)數(shù)字化芜既、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的儀器產(chǎn)品將成為市場主流吸辑。除了產(chǎn)品的進(jìn)一步提高外庵锰,工程和項(xiàng)目集成技術(shù)、軟件開發(fā)串飘、應(yīng)用和維修服務(wù)等將成為行業(yè)新的增長點(diǎn)陪孩。
數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)把模擬儀器儀表的測量控制精度、靈敏度钳砰、速度及可靠性提高了幾個量級盅妹,為實(shí)現(xiàn)測量控制自動化打下了良好的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的引入许话,使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化羔俭,從個別參量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù),從單純的接收稍途、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂聘罅摺⒎治觥⑻幚硇蹬摹⒂?jì)算與顯示輸出突勇,從用單個儀器進(jìn)行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進(jìn)行測量。90年代坷虑,測量控制與儀器儀表科技的突破性進(jìn)展是儀器儀表智能化程度的提高甲馋;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(qiáng)迄损;微型機(jī)的發(fā)展定躏,使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和圖像處理功能;現(xiàn)場總線技術(shù)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(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)海蔽,Internet和Intranet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域」睬現(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品將向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化党窜、智能化拗引、集成化的方向發(fā)展,跨學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)茧淮、高精尖的制造技術(shù)使它能更高速椿烂、更靈敏、更可靠着阿、更簡捷地獲取被分析伍配、檢測、控制對象的全方位信息。
具體來說測量控制與儀器儀表的國際發(fā)展趨勢跨峡,可以總結(jié)為以下主要特點(diǎn):
技術(shù)指標(biāo)不斷提高就如奧林匹克運(yùn)動的口號是更高泳信、更快、更強(qiáng)一樣拦举,測量控制與儀器儀表在提高測量控制的技術(shù)指標(biāo)和功能上是永遠(yuǎn)的追求筝仓,測量控制與儀器儀表的技術(shù)指標(biāo)水平是一個國家測量控制與儀器儀表水平的量化標(biāo)志。以擴(kuò)大檢測范圍指標(biāo)來說盐传,如電壓從納伏~100萬伏趾双;電阻從超導(dǎo)至1014Ω。以提高測量精度指標(biāo)來說漆粉,工業(yè)參數(shù)測量提高至0.02%以上甜殖,航空航天參數(shù)測量達(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)径簿。以提高測量的靈敏度來說更是向單個粒子罢屈、分子、原子級發(fā)展篇亭。提高測量速度(響應(yīng)速度)儡遮,靜態(tài)0.1~0.02ms,動態(tài)為1us暗赶。提高可靠性,一般要求為2~5萬小時(shí)肃叶,高可靠要求25萬小時(shí)蹂随。穩(wěn)定性(年變化)<±0.05%(高精度儀器)或<±0.1%(一般儀器)。提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性因惭,根據(jù)不同用戶的要求岳锁,有高溫、高濕蹦魔、高塵激率、腐蝕、振動唐故、沖擊鉴吞、電磁場、輻射父系、深水摹椅、雨淋、高電壓椒蜜、低氣壓等條件下的適應(yīng)性梦啊。
大量采用新的科研成果和高新技術(shù)測量控制與儀器儀表作為人類認(rèn)識世界、改造世界的第一手工具,是人類進(jìn)行科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的最基本工具炼岖。人類很早就懂得“工欲善其事耙钉,必先利其器”的道理,新的科學(xué)研究成果和發(fā)現(xiàn)如信息論楔侣、控制論卡竣、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)如微弱信號提取技術(shù)尚憔,計(jì)算機(jī)軟镰吆、硬件技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)跑慕,激光技術(shù)万皿,超導(dǎo)技術(shù),納米技術(shù)等均成為測量控制與儀器儀表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要動力核行。儀器儀表不僅本身已成為高技術(shù)的新產(chǎn)品牢硅,而且利用新原理、新概念芝雪、新技術(shù)减余、新材料和新工藝等最新科技成果集成的裝置和系統(tǒng)層出不窮。
測量單元微小型化惩系、智能化測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器位岔、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)品堡牡,不斷向微小型化抒抬、智能化發(fā)展,從目前出現(xiàn)的“芯片式儀器儀表”晤柄,“芯片實(shí)驗(yàn)室”擦剑、“芯片系統(tǒng)”等看,測量單元的微小型化和智能化將是長期發(fā)展趨勢擒摸。
從應(yīng)用技術(shù)看婉涌,微小型化和智能化測量單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)得到重視。
測控范圍向立體化兴氧、全球化擴(kuò)展夏坝,測量控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展隨著儀器儀表所測控的既定區(qū)域不斷向立體化尿笔、全球化甚至星球化發(fā)展翁焦,儀器儀表和測控裝置已不再呈單個裝置形式,它必然向測控裝置系統(tǒng)化临颈、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展茎倘。例如一個大型水電站的測控系統(tǒng)钾趁,僅檢測大壩安全性的傳感器就達(dá)數(shù)千個,此外各個發(fā)電機(jī)組狀態(tài)及水位情況的檢測控制點(diǎn)(I/O測控點(diǎn))將超過萬點(diǎn)租江,要達(dá)到大型水電站的正常發(fā)電和送電斑泳,必須將各個測控點(diǎn)的測控裝置形成一個有機(jī)的測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。又例如衛(wèi)星測控系統(tǒng)献丑,運(yùn)載火箭上配置的各種傳感器就達(dá)到數(shù)千末捣,而衛(wèi)星上各種測控裝置構(gòu)成一個完整的自動測控系統(tǒng),然后和多個地面站的測控系統(tǒng)構(gòu)成一個廣域測控系統(tǒng)创橄。
便攜式箩做、手持式以至個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,人們對自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關(guān)注妥畏,檢測與人們生活密切相關(guān)的各類商品邦邦、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)展的一個重要趨勢醉蚁∪枷剑科學(xué)儀器的現(xiàn)場化、實(shí)時(shí)在線化网棍,特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發(fā)展黔龟。
國內(nèi)儀器儀表技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及最新發(fā)展速度相對較慢。目前滥玷,我國儀器儀表行業(yè)現(xiàn)狀門類齊全氏身,有一定行業(yè)基礎(chǔ),在發(fā)展中國家信撞,屬“上游”秋降,但與發(fā)達(dá)國家差距明顯。受體制停楞、機(jī)制、經(jīng)濟(jì)及科技綜合水平撒殷、管理羔漂、人才等條件的制約,企業(yè)“多杏县、散匹说、弱”,科技開發(fā)能力不強(qiáng)戳橱,產(chǎn)品穩(wěn)定性卫驯、可靠性有差距,市場出現(xiàn)高中檔產(chǎn)品以三資和進(jìn)口為主了奋,中低檔產(chǎn)品以中資企業(yè)為主的局面毫痢,而且由于市場規(guī)模趾始、人力成本、行業(yè)基礎(chǔ)等比較優(yōu)勢耙旦,一些量大脱羡、面廣的產(chǎn)品將成為生產(chǎn)和出口的主力。
國內(nèi)儀器儀表行業(yè)仍存在技術(shù)水平低免都,開發(fā)能力弱等問題锉罐。產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性的問題依然突出绕娘,用戶反映強(qiáng)烈脓规;重大工程項(xiàng)目產(chǎn)品成套率下降(由“八五”的80%下降到50%左右);高檔產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品占領(lǐng)险领,特別是大型精密儀器侨舆、成套項(xiàng)目中的核心控制系統(tǒng)及技術(shù)基本上依賴進(jìn)口;中檔產(chǎn)品面臨強(qiáng)烈沖擊舷暮;加入WTO后态罪,形勢更加嚴(yán)峻。在行業(yè)整體結(jié)構(gòu)上下面,專門從事對行業(yè)發(fā)展進(jìn)行基礎(chǔ)性复颈、前瞻性、戰(zhàn)略性及重大專項(xiàng)研究的力量薄弱而分散董翻。由于行業(yè)科技基礎(chǔ)薄弱圾董,自主開發(fā)創(chuàng)新能力較差,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的主要產(chǎn)品和技術(shù)(包括軟硬件)少桨挂,大部分重要產(chǎn)品的核心開發(fā)技術(shù)和高新技術(shù)產(chǎn)品大多仍來源于國外几谐。國際上早已普及的CAD、CAT布布、CAM坊欢、數(shù)控機(jī)床、加工中心鹃封、表面貼裝及柔性加工技術(shù)在行業(yè)尚未大面積使用甥归。適合儀器儀表生產(chǎn)特點(diǎn)的專用、關(guān)鍵工藝技術(shù)掌握很少趟伺;生產(chǎn)組織卑保、技術(shù)、經(jīng)營以及人事勞動用工制度等方面的管理與產(chǎn)業(yè)特性嚴(yán)重不適應(yīng)酸疹。
而且目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都存在負(fù)擔(dān)重天俺、高負(fù)債經(jīng)營、自籌能力低雌芽、投融資渠道不暢等問題授艰,這使得整體研發(fā)和改造投入比例偏低辨嗽,大部分企業(yè)研發(fā)投資占銷售收入的比例不到2%,只有少數(shù)企業(yè)達(dá)到5%想诅,不利于企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步召庞。
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