■張 明 ■廈門海滄市政建設(shè)管理中心，福建 廈門 361000

進(jìn)入21世紀(jì)，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)測(cè)量?jī)x器速度、準(zhǔn)確度及檢測(cè)功能等方面提出了更高的要求。而這些技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了電子測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)也給測(cè)量?jī)x器提供了巨大的市場(chǎng)，大量的新型產(chǎn)品都需要通過(guò)儀器的測(cè)量才能投放市場(chǎng)，這就對(duì)儀器的功能及測(cè)量能力提出了新的要求。

由于各種相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展，并逐步應(yīng)用到電子測(cè)量技術(shù)和儀器中，再加上更高級(jí)的測(cè)量理論和方法不斷出現(xiàn)，還有測(cè)量領(lǐng)域的不斷拓展，電子測(cè)量?jī)x器和設(shè)備已經(jīng)在航空、航天、電視、廣播、電子、能源、交通、通信以及信息系統(tǒng)、微電子和電子元器件測(cè)試等方面達(dá)到了新的高度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了傳統(tǒng)儀器的測(cè)量范圍和精度?？焖?、實(shí)時(shí)、精確、自動(dòng)的測(cè)量已經(jīng)成為現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)和儀器的發(fā)展主流。

1 電子測(cè)量?jī)x器歷史回顧

電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展可以溯到20世紀(jì)20年代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推進(jìn)了電子技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)促使了電子管的出現(xiàn)。電子技術(shù)測(cè)量速度快，頻譜范圍寬，容易進(jìn)行遙控等眾多的特點(diǎn)，使得電子技術(shù)很快的應(yīng)用到測(cè)量技術(shù)中，引領(lǐng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。進(jìn)入20世紀(jì)50年代，半導(dǎo)體技術(shù)開(kāi)始迅速發(fā)展，晶體管比電子管功耗更低、體積更小、頻譜范圍更寬、穩(wěn)定性更高，使得電子管很快被晶體管所代替，出現(xiàn)了性能更為優(yōu)良的頻譜測(cè)量?jī)x、示波器等。20世紀(jì)60年代，中小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)再次將電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展推向更高的階段，集成電路將電阻、電容、二極管、三極管等大量的元器件集成到同一塊很小的硅片上，從而實(shí)現(xiàn)元件、材料、電路的三位一體。這樣的集成電路的在電子測(cè)量中的應(yīng)用，使得電子測(cè)量?jī)x器的體積更小，而且同時(shí)又拓展了測(cè)量范圍，提高了測(cè)量精度?，F(xiàn)在的很多測(cè)量?jī)x器基本都是有集成電路組成，而且具備一些智能化和網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)［1］。

我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器的第一次發(fā)展機(jī)遇是在20世紀(jì)50～60年代，建國(guó)初期第一批156項(xiàng)重大工程中有12項(xiàng)是電子測(cè)量?jī)x器工程，包括11個(gè)電子測(cè)量?jī)x器工廠和1個(gè)電子測(cè)量?jī)x器研究所，基本滿足了當(dāng)時(shí)國(guó)防裝備和國(guó)防工業(yè)對(duì)電子測(cè)量?jī)x器的需求。

第二次發(fā)展機(jī)遇的出現(xiàn)，主要來(lái)源于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放近30年的發(fā)展。尤其是第九個(gè)五年規(guī)劃期間，我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器在很多重大科技領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，這些為我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器走向世界水平奠定了良好的基礎(chǔ)。

2 電子測(cè)量?jī)x器

電子測(cè)量?jī)x器應(yīng)同步或超前其他各種高新技術(shù)的發(fā)展，它是各種高新技術(shù)的融合并支持各種高新技術(shù)的發(fā)展。電子測(cè)量?jī)x器是關(guān)聯(lián)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。有數(shù)據(jù)顯示上個(gè)世紀(jì)90年代國(guó)際上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的電子測(cè)量?jī)x器一般占國(guó)民生產(chǎn)總值的4%，但它對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值的拉動(dòng)力達(dá)66%，和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)度達(dá)90%以上?？梢哉f(shuō)，電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)是一個(gè)國(guó)家綜合技術(shù)水平的體現(xiàn)，是國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的重要保證［2］。

電子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎無(wú)所不在，涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究、國(guó)防、人民生活等各個(gè)方面。電子測(cè)量?jī)x器是當(dāng)代各種高科技的融合，包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新型元器件技術(shù)、新材料技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)等等。它是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品中高新技術(shù)應(yīng)用最多、應(yīng)用最快的產(chǎn)品門類。

目前電子測(cè)量?jī)x器在性能、測(cè)試功能、工藝結(jié)構(gòu)等各方面都取得了很大的進(jìn)展，其研制和生產(chǎn)向著自動(dòng)化、系統(tǒng)化、數(shù)字化、高性能、多功能、快速、小型等方面發(fā)展。一個(gè)國(guó)家電子測(cè)量水平的高低，往往是反映這個(gè)國(guó)家科技水平的重要方面。

3 中國(guó)電子測(cè)量?jī)x器存在的問(wèn)題

盡管經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)取得了非常大的進(jìn)步，但同國(guó)外廠商相比，差距仍然不容小視，這主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面:(1)數(shù)字化電子測(cè)量?jī)x器的使用率還比較低，需要進(jìn)一步提高;(2)電子測(cè)量?jī)x器中的軟件技術(shù)還沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái);(3)LXI等總線技術(shù)差距還很大;(4)模塊化是國(guó)際電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展的方向，模塊化與總線技術(shù)、軟件技術(shù)是三位一體的，這方面也相差很遠(yuǎn);(5)電子電路技術(shù)、同軸器件組件技術(shù)以及波導(dǎo)器件組件的技術(shù)集成技術(shù)還有待進(jìn)一步發(fā)展。

4 中國(guó)高科技測(cè)量?jī)x器方面取得的成果

(1)成功研制出微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀;(2)掌握了調(diào)制域測(cè)試技術(shù)，研制成功調(diào)制域分析儀;(3)VXI總線技術(shù)取得重大進(jìn)展;(4)電子測(cè)試儀器向毫米波推進(jìn);(5)通信測(cè)量?jī)x器達(dá)到高技術(shù)水平;(6)數(shù)字化儀器迅速發(fā)展。

5 電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展前景

電子測(cè)量?jī)x器經(jīng)歷了從模擬儀器到數(shù)字儀器、智能儀器，再到目前的虛擬儀器的發(fā)展歷程，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展推動(dòng)了電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展。隨著電子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化得工業(yè)大生產(chǎn)，必定會(huì)對(duì)電子測(cè)量?jī)x器提出更高的要求，相應(yīng)地，電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，主要會(huì)包括［3］:

(1)測(cè)量?jī)x器的通用化?，F(xiàn)代的測(cè)量?jī)x器將打破傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器主要依賴于硬件性能的限制，可根據(jù)測(cè)量與控制的需要，通過(guò)改變軟件而改變測(cè)量功能，使得一臺(tái)儀器就可以實(shí)現(xiàn)多種一起的功能，呈現(xiàn)出多功能、多用途的明顯特點(diǎn)。

(2)測(cè)量?jī)x器的模塊化。采用功能模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)測(cè)量?jī)x器功能可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)配置或者短期快速配置，能很快支持新功能模塊，減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度，同時(shí)為系統(tǒng)的升級(jí)換代提供技術(shù)支持，也為開(kāi)發(fā)周期中的系統(tǒng)調(diào)試提供可靠的環(huán)境。模塊化設(shè)計(jì)將是現(xiàn)代電子測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

(3)融合大量的高新技術(shù)。以信息技術(shù)為代表的高新科技的飛速發(fā)展，是電子測(cè)量?jī)x器的工作原理、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法、制造工藝發(fā)生了明顯的變化;計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、軟件無(wú)線電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、納米技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)也推動(dòng)著電子測(cè)量?jī)x器的創(chuàng)新。

(4)測(cè)量?jī)x器的網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，直接利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)科傳輸任何數(shù)據(jù)信號(hào)，使得網(wǎng)絡(luò)各個(gè)站點(diǎn)可以在線獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，更大程度的提高數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。我們將會(huì)看到今后越來(lái)越多的測(cè)量?jī)x器可能不像一個(gè)硬件測(cè)量?jī)x器而更像網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，只需要在瀏覽器中輸入IP地址就可以訪問(wèn)整個(gè)儀器的配置。

電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家科技綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)，未來(lái)的測(cè)量將以技術(shù)性指標(biāo)的不斷提升成為該領(lǐng)域的重要特征，要求測(cè)量?jī)x器能夠提供更大的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍，更快的測(cè)量速度，更高的測(cè)量精度，更好的人機(jī)界面和操作環(huán)境，具備遠(yuǎn)程測(cè)量、控制和檢修能力，可以測(cè)量的頻率會(huì)越來(lái)越高，相應(yīng)地測(cè)量帶寬也會(huì)越來(lái)越大。兼容性會(huì)更強(qiáng)，對(duì)精度的要求越來(lái)越高，靈敏度更高。基本上內(nèi)嵌有處理器和一定的內(nèi)存，可以快速地對(duì)測(cè)量的信息予以處理。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著被測(cè)試系統(tǒng)、產(chǎn)品的發(fā)展水平日趨提高—速度越來(lái)越快、體積越來(lái)越小、應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，人們對(duì)測(cè)試測(cè)量技術(shù)及精密儀器的要求越來(lái)越高，促使測(cè)試測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器不斷出現(xiàn)新理論、新技術(shù)和新方法。電子測(cè)量?jī)x器室技術(shù)密集型、知識(shí)密集型的產(chǎn)業(yè)。電子測(cè)量?jī)x器對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重大的輻射作用和影響力儀器儀表對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著巨大的輻射作用和影響力，測(cè)量?jī)x器對(duì)工業(yè)具有先導(dǎo)作用。盡管測(cè)量?jī)x器行業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總產(chǎn)值中的比重并不算大，但是它在信息化社會(huì)中經(jīng)濟(jì)發(fā)展的杠桿作用卻十分巨大，它的發(fā)展在相當(dāng)程度上代表著一個(gè)國(guó)家的科技水平、綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。以前我們國(guó)家在對(duì)這個(gè)行業(yè)的重大作用的認(rèn)識(shí)不夠，但是隨著國(guó)家“十一五”極化的展開(kāi)，國(guó)家在重視這個(gè)行業(yè)的投入的人力物力，加大發(fā)展力度，電子測(cè)量?jī)x器必將得到快速地發(fā)展。也同時(shí)更大推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，提高我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防實(shí)力［4］。

［1］楊龍鱗．電子測(cè)量技術(shù)［M］．北京:人民郵電出版社，2006．

［2］李明生．電子測(cè)量?jī)x器［M］．北京:高等教育出版社，2006．

［3］肖曉萍等．電子測(cè)量與儀器［M］．南京:東南大學(xué)出版社，2002．

［4］須鼎興等．電子測(cè)量?jī)x器原理與應(yīng)用技術(shù)［M］．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2002．