现代仪器仪表：看似配角的主角

在现代科学技术和生产力的推动下，最初作为测量器具的仪器已发展成一门较为完整的学科，并在当今国民经济和科技发展中发挥着日益重要的作用。专家总结其作用称：仪器仪表是科学研究的“先行官”，工业生产的“倍增器”，军事上的“战斗力”，国民活动中的“物化法官”。在92岁高龄的王大珩院士心目中， “仪器仪表往往被看作科研和工业生产的‘配角’，然而它早已成为我国科技发展和提升工业产品质量的核心组成部分，作用举足轻重。事实证明，中国科技实力与经济发展的‘咽喉’，部分地被卡在仪器仪表这一关上。”

　　现代仪器仪表的发展在工业的发展进程中占有至关重要的地位，我们需要关注仪器仪表的发展。

　　现代仪器仪表的分类：
　　根据国际发展潮流和我国的现状，现代仪器仪表按其应用领域和自身技术特性大致划分为6个大类，即工业自动化仪表与控制系统、科学仪器、电子与电工测量、医疗仪器、各类专用仪器，传感器与仪器仪表元器件及材料。

　　现代仪器仪表发展关键技术：
　　①传感技术:传感技术不仅是仪器仪表实现检测的基础，它也是仪器仪表实现控制的基础。
　　②系统集成技术:系统集成技术直接影响仪器仪表和测量控制科学技术的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响。
　　③智能控制技术:智能控制技术是人类以接近最佳方式，通过测控系统以接近最佳方式监控智能化工具、装备、系统达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统的效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。
　　④人机界面技术:人机界面技术主要为方便仪器仪表操作人员或配有仪器仪表的主设备、主系统的操作员操作仪器仪表或主设备、主系统服务。
　　⑤可靠性技术:随着仪器仪表和测控系统应用领域的日益扩大，可靠性技术特别是在一些军事、航空航天、电力、核工业设施，大型工程和工业生产中起到提高战斗力和维护正常工作的重要作用。

　　现代仪器仪表产品技术趋势：
　　仪器仪表作为信息工业的源头，是以电脑和微处理器的技术为核心技术，以计算机、网络、系统、通信、图像显示、自动控制理论为共性关键技术基础。这些信息技术应用到仪器仪表中，促成仪器仪表产品升级为智能仪器仪表，发展成为信息工业领域中一大系列产品群体。仪器仪表产品正向智能化、微型化、网络化和虚拟化方向迅速迈进。

　　微型化：仪器仪表产品微型化主要归结于超大规模集成(VLSI)新器件、微机电系统(MEMS)、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等;采用微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等，使仪器仪表产品体积缩小，精度提高。

　　智能化：仪器仪表产品智能化主要归结于微处理器和人工智能技术的发展与应用。以美国德州仪器公司提出的“DSPC”概念为例，以DSP芯片为核心，配合先进的混合信号电路、ASIC电路、元件及开发工具等提供整个应用系统的解决方案。目前DSP的生产工艺正在由0.35μm转向0.25μm、0.18μm、0.13μm，2005年可达到0.075μm。到2010年，DSP芯片的集成度将会提高11倍，单个芯片上将会集成5亿只晶体管。

　　网络化：由于测量设备自动化、智能化水平的提高，多台仪器联网已推广应用，虚拟仪器、三维多媒体等新技术开始实用化。仪器仪表产品网络化主要归结于现场总线技术。基于现场总线的FCS(FieidbusControlSystem)将取代DCS成为控制系统的主角，Internet和Intranet技术也进入控制领域，网络化系统渗透到企业从生产到管理、直到经营等各方面。通过Internet网，仪器用户之间可异地交换信息和浏览，厂商能直接与异地用户交流，能及时完成如仪器故障诊断、指导用户维修或交换新仪器改进的数据、软件升级等工作。国外著名仪器厂商正在积极研制和开发新型网络化智能化测量设备，如美国P&SDataCom(Microchip)公司通过多年对智能设备与网络间通讯方式的研究和开发，发明了具有专利的通用网络通讯控制器芯片--WebChipTM，并提供了一种简单、低价格、完整的智能设备网络连接方案。

　　虚拟化：仪器仪表产品虚拟化主要归结于虚拟现实技术。它是一种由计算机全部或部分生成的多维感觉环境，给参与者产生各种感官信息，使参与者有身临其境的感觉，能体验、接受和认识客观世界中的客观事物，深化概念和建造新的构想和创意。