電子測量技術和儀器的重要性及發展趨勢分析

唐曉花 蔡伊彬 魏亮 潘晗 上海市計量測試技術研究院

一、電子測量的特點

（一）測量范圍廣

隨著電子技術的不斷進步，許多新的電子元件橫空出世。這些測量對象在數量級上具有不同的數值，老的測量儀器有時無法滿足其測量要求。現代電子技術的應用使測量范圍比以前更寬，以電子電壓表舉例，它能測量100μV～300V的電壓，可分為12個擋位。

（二）響應速度快

機器的測量速度最能體現電子測量的重要性，測量色環電阻時，如果人為取值需要計算，往往很慢，而如果通過電子歐姆表，就能瞬間得出結果。由于電子測量是利用電磁波與一些電子運動用于測量，所以測量速度非常快，提高了測量效率。

二、電子測量技術和儀器的重要性

測量技術的發展帶動了電子測量技術及儀器的升級發展，再加上數字處理技術、傳感器技術、計算機技術及通信技術的綜合交叉應用，針對被測量對象的參數獲取及分析，可以使用電量、非電量及光量等形式完成數據的測量與傳輸。電子測量技術及儀器已經應用于多個行業領域，是行業創新及科技進步的助推器。電子測量技術及儀器能高效完成各類參數的測量及分析，極大方便了日常的生產生活。例如，在工業生產過程中，一些生產精度高的產業類型，如數控機床加工生產時，以電子測量技術為依托的激光測量設備一方面能夠檢測機械器件的參數精準度，可以有效提高數控機床的生產速度。再比如在無線通信領域內測量速率及噪聲特性時，電子測量技術可以與無線通信技術交互融合，在達到預期測量目的的同時，還能夠為無線通信系統及技術創新提供新思路。

從更為宏觀的經濟層面看，電子測量技術及儀器已成為參與工業生產的重要組成部分，對社會經濟的帶動及輻射作用極為顯著。電子測量技術及儀器是國家經濟實力及科技實力的參考指標之一，隨著電子相關配套技術的發展，電子測量技術及儀器會促進社會技術變革，進而保障社會經濟的平穩運行。

三、電子測量技術和儀器的發展模式及未來趨勢

（一）電子測量技術和儀器的數字化及智能化

當前，世界正處于信息時代，各種高端科技產業不斷涌現和發展，電子測量技術和儀器儀表已進入數字化發展模式。借助于軟硬件，電子測量技術可以更科學、更有效地解決開放式建筑的結構問題。例如DSP技術與密集的數據運算相結合，可以完成IIR濾波信號和FIR濾波信號的解碼，從而對機械電機、電源測試等場合的噪聲和干擾信號進行準確的測試和濾波。

隨著嵌入式電子測量技術的不斷發展，尤其是在微型電子測量儀器不斷向智能化轉變的條件下。從早期開始，電子測量技術和儀器主要進行模擬電路設計。后期，電子測量儀器開始大力發展電路開發和微模板設計。特別是在計算機軟件的幫助下，電子測量儀器的數據輸入和輸出更加快速、準確，滿足了測量的特殊要求。在實踐中，電子測量儀器的智能化開發模式和數字化模式在性能、信息交換、信息精度、信息更新等方面逐漸顯示出其技術優勢。目前，現場總線技術日益完善，電子測量儀器也增加了對被測對象和設備的維護和診斷功能。

（二）電子測量技術和儀器的模塊化

電子測量技術與儀器的模塊化開發模式是指功能區的集成設計、總線接口的形成以及與電子測量系統的連接，從而實現電子測量技術和儀器功能模塊的高效配置和實時更新。電子測量儀器的模塊化設計主要圍繞總線接口技術進行。一方面保證了電子測量系統能夠兼容軟硬件資源。另一方面優化硬件體積，實現硬件協同升級。實現電子測量技術和儀器的創新，總線接口技術的升級是可行的途徑之一。采用模塊化開發模式，可以支持和進一步開發電子測量系統的一些新功能，充分發揮電子測量技術和儀器在現場配置實踐中的應用價值。

（三）擴大重要電子測量儀器的應用范圍

隨著測量技術的發展，越來越多的電子儀器將被應用于測量過程中。綜合測試技術強調整體性和統一性。在傳感器信息處理技術和多傳感器數據融合技術的支持下，矢量網絡分析儀等重要電子測量儀器將產生自動測試和自動測量技術，突破原有的線性網絡應用領域，并在大電網試驗和非線性試驗中發揮作用。在大面積的現場測試中，電子測量技術與分布式網絡互聯技術、同步技術、觸發技術、可重構測控系統技術相結合，可以大大拓展電子測量儀器的測試應用場景。

（四）電子測量技術與儀器的通用化與虛擬測試

在未來的發展趨勢中，電子測量技術和儀器將圍繞核心技術進行改造和升級，從模塊化、智能化向通用化方向發展。以往在測量軟件的開發和應用過程中，受到儀器硬件測量性能的限制。未來電子測量儀器將實現測量功能的多樣化和多場景通用化。電子測量技術和儀器的推廣主要靠平臺化來支撐。在CORBA和com語言平臺等開發軟件平臺的指導下，電子測量技術將在控制方式、結構和功能模塊上發生新的變化。不同類型的測量參數將被集成并放置在同一功能模塊中。同時，電子測量對象和參數將保持數據和設備的獨立性。在電子測量中，根據測量對象調整參數，實現電子測量技術和儀器測量的通用化。

電子測量技術與儀器的虛擬測試主要是指應用數字技術進行虛擬測試，形成測量對象的數據模型。與通用電子測量技術的測量結果相比，虛擬測試模式優化了測量過程和參數結果。電子測量技術和儀器的虛擬測試趨勢凸顯了該技術的實用性，可以有效地應用于機械設計和工程建設領域。

四、結論

電子測量技術及儀器的創新發展與信息技術的發展息息相關，隨著各類技術的功能不斷完善，電子測量技術在測量參數及參數測量的適用方面需要更加靈活、快捷和精準。在實踐中，應認識到電子測量技術及儀器的重要性，立足我國社會經濟及科技的發展，預判電子測量技術及儀器未來的發展趨勢及方向，不斷推進電子測量技術及儀器的發展進程。