《电子测量及仪器》期中论文姓名班级学号成绩二○一四年十一月论文主题:电子测量仪器的应用与发展摘要:电子测量仪器的应用范围非常广泛,几乎无所不在,涉及国民经济、科学研究、国防、人民生活等各个方面。
电子测量仪器全方位应用于国民经济各个领域,是实现国家科技进步和原创核心技术必不可少的条件。
随着信息科学技术的进步和电子仪器应用领域的扩大,电子测量仪器正朝着数字化、智能化、多功能、小型化、模块化、标准化和开放型方向发展。
近年来我国电子测量仪器行业发展迅速,在若干重大科技领域取得了突破性进展,仪器的可靠性和稳定性有了很大的改观。
尤其最近几年,我国本土仪器取得了长足的进步,特别是在通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小。
模块化和虚拟技术的发展,为我国的测试测量仪器行业带来了新的发展契机,加上国家和各级政府的日益重视,为电子测量仪器产业提供了前所未有的动力和机遇。
关键字:电子测量仪器、应用广泛、发展与机遇正文:电子测量仪器以电路技术为基础,融合电子测量技术、计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术、接口技术等组成的测试系统。
以电量、非电量、光量的形式,测量被测对象的各项参数或控制被测系统的运行。
它全方位应用于国民经济各个领域,是实现国家科技进步和原创核心技术必不可少的条件。
电子测量仪器应同步或超前其他各种高新技术的发展,它是各种高新技术的融合并支持各种高新技术的发展。
电子测量仪器的应用:现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。
随着电子技术的不断发展,电子测量仪器的应用范围愈来愈广泛,几乎无所不在,它全方位应用于国民经济各个领域,这是实现国家科技进步和原创核心技术必不可少的条件。
航空航天:现在天上有各种卫星,遥感卫星,气象卫星,导航卫星,等等。
卫星的数据采集是电子测量的典型应用,如何在高空中快速,准确的获取所需数据,这里面用到很多的电子测量技术。
航天工业是关乎国家命脉的行业,各国都在发展,这里技术革新非常迅速,是科技的前沿。
通信:现在通信行业发展非常迅速。
智能手机从一核到现在的八核,从3G 到4G,无不体现电子行业的发展。
现在智能手机的制造,从生产线到消费者的手里要经过种种测试,这过程需要很多测量仪器,比如耐温,抗干扰,强度,性能等。
无处不用到测量技术。
不仅仅在手机上,在整个电信通信系统中都需要电子测量技术,是系统不可分割的部分。
军事:军事武器是一个国家技术水平的直接体现。
在每一件武器中,都集成了很多高科技。
就拿雷达为例,现在最牛的是有源相控阵雷达,我国的中华神盾,空警2000都在用这种技术,它可以同时跟踪,辨别几十个目标。
如何实时快速准确的捕捉目标,这里面涉及很多电子测量技术。
工程建设:现代工程建设,为了准确的无误的建造,是离不开各种测量工具的,现在工程建设能力的提高也是因为测量技术的发展。
以京沪高铁为例,线路由北京南站至上海虹桥站,全长1318公里,基础设施设计速度为380公里/小时,列车以这样的速度运行对轨道和列车本身都要求特别高,这不仅仅在于设计,还要借助各种测量仪器,对一起的要求也有特别高的要求,这其中也要用到电子测量技术。
电子测量仪器的发展:电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。
20世纪中期以后,随着自动控制理论的产生和自动控制技术的成熟,以A/D 环节为基础的数字式仪器得到快速发展。
伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟,人工智能、在线测控成为可能,使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。
进入21世纪,随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化得工业大生产,电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术的高速发展,对测量仪器速度、准确度及检测功能等方面提出了更高的要求。
而这些技术的发展也推动了电子测量技术的快速发展,同时也给测量仪器提供了巨大的市场,大量的新型产品都需要通过仪器的测量才能投放市场,这就对仪器的功能及测量能力提出了新的要求。
数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了21世纪现代科学仪器发展的主流与方向。
目前电子测量仪器在性能、测试功能、工艺结构等各方面都取得了很大的进展,其研制和生产向着自动化、系统化、数字化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展。
未来的测量将以技术性指标的不断提升成为该领域的重要特征,要求测量仪器能够提供更大的动态测量范围,更快的测量速度,更高的测量精度,更好的人机界面和操作环境,具备远程测量、控制和检修能力,可以测量的频率会越来越高,相应地测量带宽也会越来越大。
兼容性会更强,对精度的要求越来越高,灵敏度更高。
(1)仪器的性能更加优异,测量功能更加强大,仪器的测量精度,测试灵敏度,测量的动态范围等都达到了前所未有的高度。
例如,Agilent公司的PSA 频谱分析仪的测量灵敏度高达—169dBm(接近物理界热噪声—174dBm),PNA网络分析仪的动态范围高达143dB,Agilent83453A高分辨率分光计分辨带宽=0.0001nm(亚皮米)(突破皮米分辨带宽的壁垒),Agilent86107A精密时基参考模块,对小于100ns的时延,抖动为1.7psRMS(突破皮秒抖动瓶颈),DSO80000系列的示波器,其单一A/D芯片具有20GSa/s实时高采样率,使之成为世界上采样率最快的示波器(40GSa/s实时采样率,13GHz带宽)。
(2)由于hp及数据采集技术、模/数变换技术的应用,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。
仪器及测试系统的数据采集和数据、信号处理功能不断增强,不少高档仪器的更新换代及功能扩展,不再单纯靠制作的精细,一味拼硬件,而是应用数据处理、信号处理和误差修止等方法去实现。
基于IEEE488.1,IEEE488.2VXI(IEEE1155)总线技术的发展和用于可编程仪器的标准命令SCPI标准等系统技术的发展,成为模块式测试系统的关键支撑技术。
运用这些技术可以方便的实现多功能、多参数的自动测量,方便的组成结构紧凑的模块式自动测试系统。
(3)测量仪器的通用化。
现代的测量仪器将打破传统测量仪器主要依赖于硬件性能的限制,可根据测量与控制的需要,通过改变软件而改变测量功能,使得一台仪器就可以实现多种一起的功能,呈现出多功能、多用途的明显特点。
(4)测量仪器的模块化。
采用功能模块化设计技术,对测量仪器功能可实现现场配置或者短期快速配置,能很快支持新功能模块,减少系统开发周期,降低系统开发难度,同时为系统的升级换代提供技术支持,也为开发周期中的系统调试提供可靠的环境。
模块化设计将是现代电子测量仪器设计的一个重要设计准则。
(5)融合大量的高新技术。
以信息技术为代表的高新科技的飞速发展,是电子测量仪器的工作原理、设计思路、设计方法、制造工艺发生了明显的变化;计算机科学技术、软件无线电技术、网络技术、通信技术、激光技术、超导技术、纳米技术、大规模集成电路技术也推动着电子测量仪器的创新。
(6)测量仪器的网络化。
随着网络技术的发展,直接利用现有网络科传输任何数据信号,使得网络各个站点可以在线获得测试数据,更大程度的提高数据的实时共享。
我们将会看到今后越来越多的测量仪器可能不像一个硬件测量仪器而更像网络服务器,只需要在浏览器中输入IP地址就可以访问整个仪器的配置。
(7)仪器与计算机融为一体。
随着计算机技术与仪器的进一步融合,仪器的易操作性,易升级性,测量能力,数据处理和分析能力,都得到了大幅度提高。
与此同时,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域,仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。
由于计算机技术被大量应用到仪器之中,使得仪器具备了更加先进的连通性,如Agilent公司的仪器大都具备采用了USB接口,LAN接口,GPIB接口。
同时,也安装了标准光标指示器(鼠标、跟踪球、触摸键、操纵杆等)和其他部件(键盘、CDRW驱动器、直接连结打印机的并行接口,用于外部监视器的VGA输出,内部硬盘驱动器等)。
模块化和虚拟技术的发展,为我国的测试测量仪器行业带来了新的发展契机,近年来中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。
测量仪器行业目前已经越过低谷阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,我国本土仪器取得了长足的进步,特别是在通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小。
尽管本土测试测量产业得到了快速发展,但客观的说我国开发测试测量仪器还普遍比较落后。
真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为:测试在整个产品流程中的地位偏低;面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来;缺乏标准间的材料配套体系;电子测量仪器具有独特的关联战略性,它自身发展的好坏,对整个国民经济特别是电子信息产业的发展有着十分重要的作用。
电子测量仪器担负着国家安全、经济发展、科技进步的重要使命。
无论从经济角度、产业角度、国家安全角度,还是从科技进步角度,都可以看到电子测量仪器与电子测量仪器工业密不可分的关系。
尚普咨询发布的《2014-2018年中国电子测量仪器行业市场前景与投资价值分析报告》显示,今后我国将在信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、航空航天技术等关键领域取得更大突破,这些领域的研究、开发、技术升级的基本手段就是利用电子仪器。
因此,随着各行各业对电子仪器产品需求量的增加将不断推动电子仪器行业向前发展。
参考文献:书籍:电子测量仪器【北京:高等教育出版社】作者:李明生《2014-2018年中国电子测量仪器行业市场前景与投资价值分析报告》《论电子测量仪器发展的新方向》。