基于電子信息技術(shù)與計量測試技術(shù)分析

鄭家敏

【摘 要】在當(dāng)前的社會環(huán)境中，隨著現(xiàn)代化技術(shù)以及信息化手段的飛速發(fā)展，社會已經(jīng)全面進(jìn)入到了科技時代當(dāng)中，這也使得電子信息技術(shù)在這一背景下得到了較為全面的發(fā)展和優(yōu)化，甚至在多個社會領(lǐng)域當(dāng)中得到了極其廣泛的應(yīng)用，而計量測試技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的技術(shù)手段，在世界范圍內(nèi)得到了重點關(guān)注。電子技術(shù)與計量測試技術(shù)的有效結(jié)合，不僅能夠全方位地促進(jìn)計量測試技術(shù)的自動化發(fā)展，對于整體社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來說，也起到了至關(guān)重要的促進(jìn)作用。因此，文章首先對計量測試技術(shù)在世界中的重要性以及存在的熱點問題加以明確；其次，對計量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢以及優(yōu)化建議展開深入分析；在此基礎(chǔ)上，提出基于電子信息技術(shù)的計量測試技術(shù)分析。

【關(guān)鍵詞】電子信息技術(shù)；計量測試技術(shù)；深入分析

在各類科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，各類高精尖產(chǎn)業(yè)也在不斷進(jìn)行改革發(fā)展，比如航空技術(shù)以及航天技術(shù)等，而無論是何種技術(shù)手段的發(fā)展，都需要采取必要的計量測試技術(shù)來對技術(shù)展開準(zhǔn)確地測試以及完善優(yōu)化，這也使得當(dāng)前的計量測試技術(shù)進(jìn)一步滲透到了多個社會領(lǐng)域當(dāng)中。同時，計量測試技術(shù)的發(fā)展還會受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展以及企業(yè)發(fā)展等多方面因素帶來的影響，并且各類客觀因素同樣也會產(chǎn)生不良影響，因此，這就需要針對當(dāng)前的實際發(fā)展情況以及存在的熱點問題展開深入分析，并科學(xué)合理地引入電子信息技術(shù)，進(jìn)而完善和優(yōu)化計量測試技術(shù)。

一、計量測試技術(shù)在世界中的重要性

計量測試技術(shù)的主要目標(biāo)就在于展開精準(zhǔn)的測量，其所取得的每一種進(jìn)步，都可能對世界的發(fā)展產(chǎn)生十分重要的影響，能夠創(chuàng)造出更加優(yōu)異的精神財富以及物質(zhì)財富。在近些年的發(fā)展進(jìn)程中，一些計量測試技術(shù)就已經(jīng)對世界產(chǎn)生了改變，這也進(jìn)一步突出了計量測試技術(shù)的重要性。

（一）量子力學(xué)

量子理論正式出現(xiàn)前，在自然科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中占據(jù)著絕對主導(dǎo)地位的是牛頓的經(jīng)典物理學(xué)理論，然而，經(jīng)典物理學(xué)理論主要體現(xiàn)的是在宏觀角度上所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象，因此很難解釋物質(zhì)微觀領(lǐng)域的物理性質(zhì)以及運動規(guī)律。直到20世紀(jì)初，量子力學(xué)理論才開始逐步發(fā)展，其同時也在潛移默化間對物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及相互作用之間的理解產(chǎn)生了轉(zhuǎn)變，這也使得量子力學(xué)理論成為了自20世紀(jì)以來，人類在物理學(xué)方面取得的重要成就。而計量科學(xué)在整體量子力學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中占據(jù)著十分重要的地位，甚至已經(jīng)有高達(dá)20多項的計量科學(xué)內(nèi)容取得了諾貝爾物理學(xué)獎，由此可以看出，其對于科學(xué)進(jìn)步以及產(chǎn)業(yè)變革等多方面內(nèi)容都起到了重要的促進(jìn)作用，其中還催生出了各種各樣全新的產(chǎn)業(yè)與技術(shù)手段，將整體社會引入到現(xiàn)代化的信息時代當(dāng)中[1]。

（二）傳感器

傳感技術(shù)最早的起源甚至可以直接追溯到1000年以前，在公元132年時，我國的張衡就已經(jīng)發(fā)明出了地動儀，通過地動儀能夠?qū)Φ卣甬a(chǎn)生的方向進(jìn)行更加準(zhǔn)確的感知。而在十九世紀(jì)后，隨著電學(xué)理論的逐步發(fā)展和完善，使得群眾對于電方面的認(rèn)知以及研究力度不斷深化，在1930年，美國的著名科學(xué)家魯賓就已經(jīng)發(fā)明出了溫度傳感器，而這一溫度傳感器通常也被稱為熱敏電阻，其具體電阻會根據(jù)溫度所產(chǎn)生的變化而隨之變化，在溫度傳感器逐步普及過后，各種各樣的傳感器被發(fā)明出來，使得傳感器的發(fā)展前前后后經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)、固體以及智能這三個主要階段，而在當(dāng)前的社會環(huán)境當(dāng)中，傳感器、計算機(jī)以及通信技術(shù)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化電子信息技術(shù)當(dāng)中的三大組成部分。而傳感器主要就是對各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測量以及獲取，并展開自動化控制的重要手段，能夠?qū)Υ蟛糠治锢砹繀?shù)以及物理信息展開感知與獲取，特別是在進(jìn)入到二十一世紀(jì)過后，傳感技術(shù)已經(jīng)全方位融入了群眾日常生活的各個方面當(dāng)中，當(dāng)前的一部手機(jī)當(dāng)中就能夠植入數(shù)百個傳感器，能實現(xiàn)對于地形、人體健康以及視覺影像等多方面內(nèi)容的準(zhǔn)確測量，特別是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷普及發(fā)展的背景下，傳感技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)得到了逐步拓展，發(fā)揮出了十分重要的作用[2]。

二、計量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢與優(yōu)化建議

（一）計量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢

在正常的情況下，計量測試技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合社會中科學(xué)技術(shù)發(fā)展對計量測試技術(shù)提出的基本需求，這是由于在計量測試技術(shù)當(dāng)中重點包含了兩個關(guān)鍵部門，分別為計量部門以及測壓部門，針對目前計量測試技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，就應(yīng)當(dāng)采取靜態(tài)溫度及測量技術(shù)，而在技術(shù)手段不斷發(fā)展進(jìn)步的背景下，計量測試技術(shù)的主要發(fā)展方向也逐漸開始變化，已經(jīng)從原本的靜態(tài)發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)發(fā)展，再加上對于溫度校準(zhǔn)技術(shù)方面重視程度以及研究力度的不斷提升，使得計量測試技術(shù)當(dāng)中逐漸應(yīng)用了各類現(xiàn)代化的電子信息技術(shù)。因此，這就需要進(jìn)一步提高計量測試技術(shù)的測量速度以及精準(zhǔn)程度，為計量測試技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，并且在計量測試技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，精準(zhǔn)度與測量技術(shù)也同時得到了穩(wěn)步提升，這就需要在發(fā)展進(jìn)步的同時，完善專業(yè)知識規(guī)范以及操作技術(shù)規(guī)范內(nèi)容，以此為基礎(chǔ)來穩(wěn)步提升計量測試技術(shù)中工作人員自身的綜合素質(zhì)以及工作意識，使得工作人員能夠在計量測試技術(shù)的實施階段中對各種誤差進(jìn)行準(zhǔn)確測試，進(jìn)一步提升計量測試技術(shù)的技術(shù)性以及精準(zhǔn)性，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供技術(shù)支持。除此之外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步對計量測試技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)思加以完善，尤其是在溫度校準(zhǔn)技術(shù)全面應(yīng)用的背景下，更應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合計量測試技術(shù)當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，獲取到更加合適的溫度值，在確保測量數(shù)值準(zhǔn)確性與完整性的同時，完善計量測試技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)思，并對計量測試技術(shù)的具體測量數(shù)值展開調(diào)整修正處理，從而更好地促進(jìn)計量測試技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。

（二）計量測試技術(shù)的發(fā)展優(yōu)化

在目前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，計量測試技術(shù)同樣得到了越來越多的重視，尤其是在專業(yè)性與準(zhǔn)確性方面，更是得到了顯著提升。因此，這就需要科學(xué)合理地在其中引入電子信息技術(shù)，并在以下幾方面對兩者間的融合發(fā)展加以優(yōu)化，在根本上促進(jìn)計量測試技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。首先，政府部門應(yīng)當(dāng)提升對于計量測試技術(shù)發(fā)展的重視程度，進(jìn)一步拓展其基本的應(yīng)用范圍，特別是在計量測試技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展階段中，還需要大量的資金進(jìn)行支持，這樣就需要政府部門給予一定程度的幫助，并組織好專業(yè)力量進(jìn)行深入研究，而通過政府以及國家方面的支持，就能夠更好地對技術(shù)研究進(jìn)行開發(fā)組織，提供出關(guān)鍵的技術(shù)支持。除此之外，還應(yīng)當(dāng)尋找出合適的社會企業(yè)來支持計量測試技術(shù)，充分結(jié)合其基本的應(yīng)用要求與發(fā)展情況來制定出完善的測試體系，確保計量測試技術(shù)可以嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來進(jìn)行技術(shù)操作；其次，要加大對于計量測試技術(shù)的應(yīng)用管理力度，制定出更加完善的管理措施，確保計量測試技術(shù)能夠在最大限度上發(fā)揮出自身所具備的技術(shù)性能，在確保測試準(zhǔn)確性的同時，突出計量測試技術(shù)的測試價值，而在對計量測試技術(shù)制度內(nèi)容進(jìn)行完善的過程中，應(yīng)當(dāng)將工作重點轉(zhuǎn)移至測量隊伍綜合素質(zhì)與專業(yè)能力的提升方面，建立起一支素質(zhì)更高的測量團(tuán)隊。

三、基于電子信息技術(shù)的計量測試技術(shù)分析

（一）基于量子效應(yīng)的計量測試技術(shù)

基于量子效應(yīng)的量子基準(zhǔn)，會逐漸替代傳統(tǒng)的事物基準(zhǔn)，通過物理常數(shù)復(fù)現(xiàn)量值的應(yīng)用，能夠大幅度提升測量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確程度，并且體現(xiàn)出了極強的環(huán)境適應(yīng)性。

1、量子磁強計。He-Cs量子磁強計，其在本質(zhì)上屬于一種精密測量儀器，最早是由俄羅斯的門捷列夫計量院所研制出來的，這種He-Cs量子磁強計的基本磁強強度范圍能夠達(dá)到驚人的500nT-1mT，利用He-Cs量子磁強計進(jìn)行測量的不確定度則在0.03nT左右，其自身的技術(shù)指標(biāo)，要明顯高于當(dāng)前廣泛使用的各種質(zhì)子磁強計。

2、交流量子霍爾電阻。這種交流量子霍爾電阻，其自身的基本結(jié)構(gòu)當(dāng)中擁有極大的分布參數(shù)，這也使得利用交流量子霍爾電阻進(jìn)行的計量測試，通常情況下都會出現(xiàn)較大的誤差，導(dǎo)致多個經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家內(nèi)部各個實驗室的研究工作因此而停滯。而德國的聯(lián)邦物理技術(shù)研究院則采取了雙樣品評比技術(shù)，通過這種技術(shù)手段能夠?qū)⒔涣髁孔踊魻栯娮铇?biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度進(jìn)一步提升到IE-8級別當(dāng)中，這也成為近年來電學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中計量技術(shù)的一項重大突破內(nèi)容。

（二）微納尺度計量技術(shù)的應(yīng)用

在國外的先進(jìn)計量機(jī)構(gòu)當(dāng)中，其工作重點就在于納米量值溯源技術(shù)方面的研究，以及新型傳感器的研制，同時也是其他應(yīng)用領(lǐng)域與微納尺度計量技術(shù)之間的融合發(fā)展，這也使得微納尺度計量技術(shù)在納米加工以及納米材料等較為復(fù)雜的納米體系測量工作當(dāng)中，擁有著十分廣泛的應(yīng)用范圍。

1、基于亞微觀LED。在美國的NIST中，其研制出了一種全新的納米探針系統(tǒng)，其內(nèi)部主要是將GaN納米線作為基礎(chǔ)所在，能夠形成一種規(guī)模較小的LED聚光燈探針尖端，再加上近場電子系統(tǒng)，使其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)原子的顯微測量功能與接受功能，還可以在樣本照明特性的測量中加以應(yīng)用，甚至可以同時對幾十納米寬樣品的光學(xué)特性與電特性等多方面內(nèi)容展開準(zhǔn)確測量。

2、原子力顯微鏡等技術(shù)。在英國NPL的研究過程中，其所采用的主要就是原子力顯微鏡以及隧道掃描顯微鏡等測量技術(shù)，對石墨烯的附著力、電子結(jié)構(gòu)信息以及缺陷等多方面內(nèi)容展開全方面的測量分析，并通過熒光顯微法來進(jìn)一步實現(xiàn)超越傳統(tǒng)衍射極限的光學(xué)圖像信息，這也在潛移默化之間為原子力顯微鏡在石墨烯研制領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用起到了促進(jìn)作用。

四、結(jié)論

綜上所述，在當(dāng)前的社會環(huán)境中，計量測試技術(shù)的發(fā)展正呈現(xiàn)出一種不可阻擋的狀態(tài)，特別是在現(xiàn)代化技術(shù)以及信息化手段高速發(fā)展的背景下，使得電子信息技術(shù)能夠更好地應(yīng)用在計量測試技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，這就需要進(jìn)一步對計量測試技術(shù)的發(fā)展措施加以完善，全面完善系統(tǒng)，以此來提升整體計量測試技術(shù)的穩(wěn)定性。同時，還應(yīng)當(dāng)積極借鑒國外電子信息技術(shù)與計量測試技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗，在明確計量測試技術(shù)重要性的基礎(chǔ)上，制定出更加完善的發(fā)展模式以及發(fā)展制度，穩(wěn)步提升政府部門對于計量測試技術(shù)發(fā)展的支持力度，這樣就能夠在促進(jìn)計量測試技術(shù)高速發(fā)展的同時，確保其與電子信息技術(shù)更好地結(jié)合在一起，為當(dāng)前科技社會的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋述古.以國家產(chǎn)業(yè)計量測試中心建設(shè) 促進(jìn)先進(jìn)測試技術(shù)與計量保障融合發(fā)展[J].中國計量，2020（11）：31-33.

[2]高健強.計量測試技術(shù)的前世今生[J].張江科技評論，2020（05）：80-85.