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外国仪器仪表的发展趋势(2)

时间:2015-07-01 浏览次数:590

 仪器仪表发展概况:
    50年代初期, 仪器仪表 取得了重大突破,数字技术的出现使各种数字仪器得以问世,把模拟仪器的精度、分辨力与测量速度提高了几个量级,为实现测试自动化打下了良好的基础。
    60年代中期,测量技术又一次取得了进展,计算机的引入,使仪器的功能发生了质的变化,从个别电量的测量转变成测量整个系统的特征参数,从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出,从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。
    70年代,计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透,使电子仪器在传统的时域与频域之外,又出现了数据域(Datadomain)测试。
    80年代,由于微处理器被用到仪器中,仪器前面板开始朝键盘化方向发展,过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘,选择电压电流等量程或功能的滑动开关,通、断开关键已经消失。测量系统的主要模式,是采用机柜形式,全部通过IEEE-488总线送到一个控制器上。测试时,可用丰富的BASIC语言程序来高速测试。不同于传统独立仪器模式的个人仪器(Personalinstrument)已经得到了发展。
    90年代,仪器仪表与测量科学进一步取得重大的突破性进展。这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。突出表现在以下几个方面。
    1.微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计;
    2.DSP芯片的大量问世,使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;
    3.微型机的发展,使仪器仪表具有更强的数据处理能力;
    4.图像处理功能的增加十分普遍;
    5.VXI总线得到广泛的应用。

 2.科学仪器的发展趋势|:
    科学仪器含 光学仪器 和分析析器
    A.光学仪器
    光学仪器是工农业生产、资源勘探、空间探索、科学实验、国防建设以及社会生活各个领域不可缺少的观察、测试、分析、控制、记录和传递和工具。特别是现代光学仪器的功能已成为人脑神经功能的延伸和拓展。
集成电路生产所用制造设备品种的40%、数量的60%都是光学设备,而检验仪器所占比重就更大。计量工作约有90%属几何尺寸测量,其中主要用光学计量仪器来完成。过去在计量室测量一个凸轮需要数小时;现在在车间生产现场,用计算机控制的三坐标测量机进行测量只需10分钟。轧钢生产现场条件极其恶劣,被测件温度超过1000℃。运动速度为数米每秒,并伴有振动、高温、氧化层飞溅、冷却水雾弥漫和强电磁干扰,但是利用CCD光电在线测径系统在轧钢生产中进行在线尺寸检测,控制了生产流程,就能保证产品高质量和生产率。
    光学遥感仪器帮助人类解决面临的能源、粮食、气象预报、环境监测等方面的重大问题。在15号阿波罗飞船上装载的光学遥感仪器就有近十种。美国在70年代先后发射三颗陆地卫星,化费2.5亿美元,但所获经济效益大得多,其中仅用遥感仪器监视洪水、探测农作物病虫害、改进油田勘探以及粮食估产等几项,每年的经济收益估计就达15亿美元以上。
    由于光电系统具有光学和电子两方面的技术优势,从而能满足生产过程中的自动监控以及图象分析、精密测量、信息处理和伟输、微观观察、记录、显示、传递和储存;利用光电转换能在太空、深水、高温、有毒有害气体、核辐射等各种特殊环境下正常地工作。因此光机电一体化的现代光学仪器或光电仪器设备应用十分广泛。
    现代光学仪器的发展趋势
    随着光学仪器产业结构的全球性调整,主要工业发达国家竞相发展高技术产品,使传统的光学仪器已向现代光学仪器转变。美日德等国为了发展现代化的光学仪器工业,大力开发和应用各种新技术、新器件、新材料、新原理,系统地应用光机电算综合技术,以zui快的速度开发新颖的高附加值产品投入市场。使光学仪器向产业高技术化、产品高附加值化和智能化、企业集团化和国际化、制造技术柔性化方向发展。
    ▲现代光学仪器的特征
    (1)现代光学仪器冲破了传统现论(以几何光学或物理光学为基础)的束缚,光学技术同其它学科和技术不断融化、渗透,派生出新的学科分支,形成许多交叉发展的领域,打破了长期来光学的传统应用范围。如以傅里叶变换原理为基础的各类傅里叶变换光谱仪;基于光声效应的激光光声光谱仪;利用激光开拓新的测量原理、方法,使众多的激光计量检测仪器问世,激光技术与传统的显微镜相结合,开发出激光扫描显微镜系列产品;得用光电转换原理生产了一大批新颖的光电仪器。许多新技术如激光、红外、光纤、光信息处理、微光学等得到开发应用。
    (2)在结构上打破了以光学和机械为主体的基本框架,集光学、机械、电子、计算机于一体,电子技术、计算机及其软件成为仪器不可分割的重要组成部分。
    (3)摆脱了传统光学仪器离不开人的操作和观测的经典模式,操作、检测、数据处理和信息传递实现自动化,工作效率、文凭性和可靠性是传统光学仪器无可比拟的。
    (4)在设计方法上日益采用计算机辅助设计、优化设计和"三化"设计。整个系列产品品种之间零部件通用性强,标准化程度高,标准件多,因而使仪器成本下降,质量提高。
    (5)现代光学仪器的质量评价标准更全面、更严格。
过去,评价传统光学仪器的质量,主要着眼于功能指标,即仪器的使用范围、精度等级、灵敏度、重复性、稳定性及结构特性等。如今较全面地客观评价现代光学仪器的质量指标、可靠性、工艺性、经济性、人机学指标、美学指标、标准化及权指标等八个方面。 

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