論電子測量儀器行業回顧與展望

■張 明 ■廈門海滄市政建設管理中心，福建 廈門 361000

進入21世紀，電子技術、計算機技術、通信技術和自動化技術的高速發展，對測量儀器速度、準確度及檢測功能等方面提出了更高的要求。而這些技術的發展也推動了電子測量技術的快速發展，同時也給測量儀器提供了巨大的市場，大量的新型產品都需要通過儀器的測量才能投放市場，這就對儀器的功能及測量能力提出了新的要求。

由于各種相關技術的高速發展，并逐步應用到電子測量技術和儀器中，再加上更高級的測量理論和方法不斷出現，還有測量領域的不斷拓展，電子測量儀器和設備已經在航空、航天、電視、廣播、電子、能源、交通、通信以及信息系統、微電子和電子元器件測試等方面達到了新的高度，遠遠突破了傳統儀器的測量范圍和精度。快速、實時、精確、自動的測量已經成為現代測量技術和儀器的發展主流。

1 電子測量儀器歷史回顧

電子測量儀器的發展可以溯到20世紀20年代，科學技術的發展推進了電子技術的進步，同時促使了電子管的出現。電子技術測量速度快，頻譜范圍寬，容易進行遙控等眾多的特點，使得電子技術很快的應用到測量技術中，引領測量儀器進入了一個新的歷史時期。進入20世紀50年代，半導體技術開始迅速發展，晶體管比電子管功耗更低、體積更小、頻譜范圍更寬、穩定性更高，使得電子管很快被晶體管所代替，出現了性能更為優良的頻譜測量儀、示波器等。20世紀60年代，中小規模集成電路的出現再次將電子測量儀器的發展推向更高的階段，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，從而實現元件、材料、電路的三位一體。這樣的集成電路的在電子測量中的應用，使得電子測量儀器的體積更小，而且同時又拓展了測量范圍，提高了測量精度。現在的很多測量儀器基本都是有集成電路組成，而且具備一些智能化和網絡化的特點［1］。

我國電子測量儀器的第一次發展機遇是在20世紀50～60年代，建國初期第一批156項重大工程中有12項是電子測量儀器工程，包括11個電子測量儀器工廠和1個電子測量儀器研究所，基本滿足了當時國防裝備和國防工業對電子測量儀器的需求。

第二次發展機遇的出現，主要來源于中國經濟的發展，中國經濟經過改革開放近30年的發展。尤其是第九個五年規劃期間，我國電子測量儀器在很多重大科技領域取得了突破性進展，這些為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎。

2 電子測量儀器

電子測量儀器應同步或超前其他各種高新技術的發展，它是各種高新技術的融合并支持各種高新技術的發展。電子測量儀器是關聯經濟的戰略性產業。有數據顯示上個世紀90年代國際上經濟發達國家的電子測量儀器一般占國民生產總值的4%，但它對國民生產總值的拉動力達66%，和國民經濟的關聯度達90%以上。可以說，電子測量儀器行業是一個國家綜合技術水平的體現，是國防實力的重要標志，是國民經濟持續、穩定發展的重要保證［2］。

電子測量儀器的應用范圍非常廣泛，幾乎無所不在，涉及國民經濟、科學研究、國防、人民生活等各個方面。電子測量儀器是當代各種高科技的融合，包括微電子技術、計算機技術、通信技術、網絡技術、新型元器件技術、新材料技術、現代測試技術、現代設計制造技術和現代工業技術等等。它是現代工業產品中高新技術應用最多、應用最快的產品門類。

目前電子測量儀器在性能、測試功能、工藝結構等各方面都取得了很大的進展，其研制和生產向著自動化、系統化、數字化、高性能、多功能、快速、小型等方面發展。一個國家電子測量水平的高低，往往是反映這個國家科技水平的重要方面。

3 中國電子測量儀器存在的問題

盡管經過幾十年的發展，我國電子測量儀器行業取得了非常大的進步，但同國外廠商相比，差距仍然不容小視，這主要表現在下列幾個方面:(1)數字化電子測量儀器的使用率還比較低，需要進一步提高;(2)電子測量儀器中的軟件技術還沒有體現出來;(3)LXI等總線技術差距還很大;(4)模塊化是國際電子測量儀器發展的方向，模塊化與總線技術、軟件技術是三位一體的，這方面也相差很遠;(5)電子電路技術、同軸器件組件技術以及波導器件組件的技術集成技術還有待進一步發展。

4 中國高科技測量儀器方面取得的成果

(1)成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀;(2)掌握了調制域測試技術，研制成功調制域分析儀;(3)VXI總線技術取得重大進展;(4)電子測試儀器向毫米波推進;(5)通信測量儀器達到高技術水平;(6)數字化儀器迅速發展。

5 電子測量儀器的發展前景

電子測量儀器經歷了從模擬儀器到數字儀器、智能儀器，再到目前的虛擬儀器的發展歷程，微電子技術和計算機技術的迅猛發展推動了電子測量儀器的發展。隨著電子測量儀器的應用領域不斷擴大，現代科學技術的發展和現代化得工業大生產，必定會對電子測量儀器提出更高的要求，相應地，電子測量儀器的發展會呈現出新的特點，主要會包括［3］:

(1)測量儀器的通用化。現代的測量儀器將打破傳統測量儀器主要依賴于硬件性能的限制，可根據測量與控制的需要，通過改變軟件而改變測量功能，使得一臺儀器就可以實現多種一起的功能，呈現出多功能、多用途的明顯特點。

(2)測量儀器的模塊化。采用功能模塊化設計技術，對測量儀器功能可實現現場配置或者短期快速配置，能很快支持新功能模塊，減少系統開發周期，降低系統開發難度，同時為系統的升級換代提供技術支持，也為開發周期中的系統調試提供可靠的環境。模塊化設計將是現代電子測量儀器設計的一個重要設計準則。

(3)融合大量的高新技術。以信息技術為代表的高新科技的飛速發展，是電子測量儀器的工作原理、設計思路、設計方法、制造工藝發生了明顯的變化;計算機科學技術、軟件無線電技術、網絡技術、通信技術、激光技術、超導技術、納米技術、大規模集成電路技術也推動著電子測量儀器的創新。

(4)測量儀器的網絡化。隨著網絡技術的發展，直接利用現有網絡科傳輸任何數據信號，使得網絡各個站點可以在線獲得測試數據，更大程度的提高數據的實時共享。我們將會看到今后越來越多的測量儀器可能不像一個硬件測量儀器而更像網絡服務器，只需要在瀏覽器中輸入IP地址就可以訪問整個儀器的配置。

電子測量儀器的發展水平是一個國家科技綜合實力的重要體現，未來的測量將以技術性指標的不斷提升成為該領域的重要特征，要求測量儀器能夠提供更大的動態測量范圍，更快的測量速度，更高的測量精度，更好的人機界面和操作環境，具備遠程測量、控制和檢修能力，可以測量的頻率會越來越高，相應地測量帶寬也會越來越大。兼容性會更強，對精度的要求越來越高，靈敏度更高。基本上內嵌有處理器和一定的內存，可以快速地對測量的信息予以處理。

6 結束語

隨著被測試系統、產品的發展水平日趨提高—速度越來越快、體積越來越小、應用范圍越來越廣，人們對測試測量技術及精密儀器的要求越來越高，促使測試測量技術和測量儀器不斷出現新理論、新技術和新方法。電子測量儀器室技術密集型、知識密集型的產業。電子測量儀器對國民經濟有著重大的輻射作用和影響力儀器儀表對國民經濟有著巨大的輻射作用和影響力，測量儀器對工業具有先導作用。盡管測量儀器行業的產值在國民經濟的總產值中的比重并不算大，但是它在信息化社會中經濟發展的杠桿作用卻十分巨大，它的發展在相當程度上代表著一個國家的科技水平、綜合國力和國際競爭力。以前我們國家在對這個行業的重大作用的認識不夠，但是隨著國家“十一五”極化的展開，國家在重視這個行業的投入的人力物力，加大發展力度，電子測量儀器必將得到快速地發展。也同時更大推動國民經濟的快速發展，提高我們國家的經濟和國防實力［4］。

［1］楊龍鱗．電子測量技術［M］．北京:人民郵電出版社，2006．

［2］李明生．電子測量儀器［M］．北京:高等教育出版社，2006．

［3］肖曉萍等．電子測量與儀器［M］．南京:東南大學出版社，2002．

［4］須鼎興等．電子測量儀器原理與應用技術［M］．上海:同濟大學出版社，2002．