編者語： 現代儀器儀表的發展在工業的發展進程中占有至關重要的地位
，我們需要關注儀器儀表的發展。“儀器儀表往往被看作科研和工業生產的‘配角’，然而它早已成為我國科技發展和提升工業產品質量的核心組成部分，作用舉足輕重。事實證明，中國科技實力與經濟發展的‘咽喉’
，部分地被卡在儀器儀表這一關上。”  

   “科學是從測量開始的。”著名科學家門捷列夫這樣說。    

   在zai現xian代dai科ke學xue技ji術shu和he生sheng產chan力li的de推tui動dong下xia
，最zui初chu作zuo為wei測ce量liang器qi具ju的de儀yi器qi已yi發fa展zhan成cheng一yi門men較jiao為wei完wan整zheng的de學xue科ke，並bing在zai當dang今jin國guo民min經jing濟ji和he科ke技ji發fa展zhan中zhong發fa揮hui著zhe日ri益yi重zhong要yao的de作zuo用yong。專zhuan家jia總zong結jie其qi作zuo用yong稱cheng：儀器儀表是科學研究的“先行官”，工業生產的“倍增器”，軍事上的“戰鬥力”
，國民活動中的“物化法官”。    

    在92歲高齡的王大珩院士心目中
，“儀器儀表往往被看作科研和工業生產的‘配角’，然而它早已成為我國科技發展和提升工業產品質量的核心組成部分，作用舉足輕重。事實證明，中國科技實力與經濟發展的‘咽喉’，部分地被卡在儀器儀表這一關上。”    

   現代儀器儀表的發展在工業的發展進程中占有至關重要的地位，我們需要關注儀器儀表的發展。    

   現代儀器儀表的分類：根據國際發展潮流和我國的現狀，現代儀器儀表按其應用領域和自身技術特性大致劃分為6個大類，即工業自動化儀表與控製係統、科學儀器
、電子與電工測量
、醫療儀器、各類專用儀器，傳感器與儀器儀表元器件及材料。    

   我國儀器儀表業將發生新的重大轉折：隨著科學技術的飛速發展和自動化程度的不斷提高，我國儀器儀表行業也將發生新的變化並獲得新的發展。 世界近20年來
，微電子技術、計算機技術、精密機械技術

、高密封技術、特種加工技術、集成技術、薄膜技術、網絡技術
、納米技術、激光技術、超導技術和生物技術等高新技術得到了迅猛發展。近10年來，由於包括納米級的精密機械研究成果
、分子層次的現代化學研究成果、基(ji)因(yin)層(ceng)次(ci)的(de)生(sheng)物(wu)學(xue)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)，以(yi)及(ji)高(gao)精(jing)密(mi)超(chao)性(xing)能(neng)特(te)種(zhong)功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)和(he)全(quan)球(qiu)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)成(cheng)果(guo)等(deng)在(zai)內(nei)的(de)一(yi)大(da)批(pi)當(dang)代(dai)最(zui)新(xin)技(ji)術(shu)成(cheng)果(guo)的(de)競(jing)相(xiang)問(wen)世(shi)，使(shi)得(de)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)領(ling)域(yu)發(fa)生(sheng)了(le)根(gen)本(ben)性(xing)的(de)變(bian)革(ge)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，高(gao)科(ke)技(ji)化(hua)不(bu)但(dan)是(shi)現(xian)代(dai)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)的(de)主(zhu)要(yao)特(te)征(zheng)
，而(er)且(qie)是(shi)振(zhen)興(xing)儀(yi)表(biao)工(gong)業(ye)的(de)必(bi)由(you)之(zhi)路(lu)，也(ye)是(shi)新(xin)世(shi)紀(ji)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)及(ji)其(qi)產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)主(zhu)流(liu)。    

   伴(ban)隨(sui)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)問(wen)世(shi)，過(guo)程(cheng)測(ce)控(kong)儀(yi)表(biao)發(fa)展(zhan)曆(li)程(cheng)出(chu)現(xian)了(le)重(zhong)大(da)轉(zhuan)折(zhe)和(he)難(nan)得(de)機(ji)遇(yu)。目(mu)前(qian)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)已(yi)成(cheng)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)熱(re)點(dian)。現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)是(shi)用(yong)於(yu)現(xian)場(chang)智(zhi)能(neng)化(hua)儀(yi)表(biao)與(yu)控(kong)製(zhi)室(shi)之(zhi)間(jian)的(de)一(yi)種(zhong)開(kai)放(fang)、全數字化、雙向
、多站的通信係統。它的產生，既是廣大用戶的實際需求和製造廠商間技術競爭的結果

，也是計算機技術
、通信技術和控製技術在工業控製領域相結合的產物和產品升級，以及為實現進一步的高精度、高性能(特別是多參數在線實時測控與自動測控)、高穩定、高可靠
、高適應性，多功能
、低消耗等提供了巨大動力和發展空間。
 
   應用領域，特別是非傳統應用領域的進一步拓展
，為儀器儀表工業的持續發展注入了新活力、新動力。 儀器儀表產品的總體發展趨勢是“六高一長”和“二十化”。縱觀曆史，剖析現狀，展望未來，可以提出如下結論：日後，傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能
、高精度、高靈敏

、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展。    

   國際儀器儀表發展趨勢：國際儀器儀表發展極為迅速，近10幾年來國際儀器儀表發展的主要趨勢是：數字技術的出現把模擬儀器的精度、分(fen)辨(bian)力(li)與(yu)測(ce)量(liang)速(su)度(du)提(ti)高(gao)了(le)幾(ji)個(ge)量(liang)級(ji)

，為(wei)實(shi)現(xian)測(ce)試(shi)自(zi)動(dong)化(hua)打(da)下(xia)了(le)良(liang)好(hao)的(de)基(ji)礎(chu)。計(ji)算(suan)機(ji)的(de)引(yin)入(ru)，使(shi)儀(yi)器(qi)的(de)功(gong)能(neng)發(fa)生(sheng)了(le)質(zhi)的(de)變(bian)化(hua)
，從(cong)個(ge)別(bie)參(can)量(liang)的(de)測(ce)量(liang)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)測(ce)量(liang)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)特(te)征(zheng)參(can)數(shu)，從(cong)單(dan)純(chun)的(de)接(jie)受(shou)、顯示轉變為控製、分析、處理、jisuanyuxianshishuchu，congyongdangeyiqijinxingceliangzhuanbianchengyongceliangxitongjinxingceliang。jisuanjijishuzaiyiqiyibiaozhongdejinyibushentou，shidianziyiqizaichuantongdeshiyuyupinyuzhiwai，youchuxianleshujuyuceshi。

   90年代，儀器儀表與測量科學技術突破性進展是儀器儀表智能化程度的提高；DSP芯片的大量問世，使儀器儀表數字信號處理功能大大加強；微型機的發展
，使儀器儀表具有更強的數據處理能力和圖象處理功能
；現場總線技術是90年代迅速發展起來的一種用於各種現場自動化設備與其控製係統的網絡通信技術，Internet和Internet技術也將進入控製領域。現代儀器儀表產品將向著計算機化
、網絡化
、智能化、多功能化的方向發展，跨學科的綜合設計、高精尖的製造技術使它能更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控製對象的全方位信息。

   未來10年，而更高程度的智能化應包括理解、推理、判斷與分析等一係列功能，是數值
、邏輯與知識的結合分析結果，智能化的標誌是知識的表達與應用。利用物理學的新效應和高新技術及其成就開發新型高靈敏度、高穩定性、強抗幹擾能力傳感器技術和測試儀器儀表。如：利用高溫超導量子幹涉儀（SGUID）開發計量測試儀器、物理學測試儀器、地理和地質學儀器


、化學分析儀器、醫療儀器、無損材料檢測儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖、光(guang)學(xue)玻(bo)璃(li)等(deng)

，它(ta)與(yu)近(jin)場(chang)光(guang)學(xue)相(xiang)結(jie)合(he)
，不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)表(biao)麵(mian)精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)，同(tong)時(shi)根(gen)據(ju)近(jin)場(chang)光(guang)學(xue)反(fan)射(she)偏(pian)振(zhen)信(xin)息(xi)可(ke)以(yi)分(fen)辨(bian)出(chu)被(bei)測(ce)物(wu)體(ti)的(de)材(cai)料(liao)
，這(zhe)是(shi)目(mu)前(qian)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)新(xin)探(tan)索(suo)。將(jiang)可(ke)調(tiao)諧(xie)穩(wen)頻(pin)激(ji)光(guang)光(guang)譜(pu)儀(yi)技(ji)術(shu)用(yong)於(yu)高(gao)精(jing)密(mi)的(de)幾(ji)何(he)量(liang)與(yu)機(ji)械(xie)量(liang)和(he)多(duo)種(zhong)無(wu)形(xing)態(tai)的(de)量(liang)的(de)測(ce)量(liang)，開(kai)發(fa)以(yi)新(xin)一(yi)代(dai)微(wei)型(xing)光(guang)纖(xian)傳(chuan)導(dao)激(ji)光(guang)幹(gan)涉(she)儀(yi)，它(ta)的(de)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)可(ke)以(yi)從(cong)納(na)米(mi)到(dao)幾(ji)米(mi)或(huo)更(geng)大(da)的(de)範(fan)圍(wei)，分(fen)辨(bian)率(lv)可(ke)達(da)10mm。    

    現代儀器儀表發展關鍵技術：    

    ①傳感技術:傳感技術不僅是儀器儀表實現檢測的基礎
，它也是儀器儀表實現控製的基礎。
   
    ②係統集成技術:係統集成技術直接影響儀器儀表和測量控製科學技術的應用廣度和水平，特別是對大工程
、大係統、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響。    

    ③智能控製技術:智能控製技術是人類以接近最佳方式
，通過測控係統以接近最佳方式監控智能化工具、裝備
、係xi統tong達da到dao既ji定ding目mu標biao的de技ji術shu

，是shi直zhi接jie涉she及ji測ce控kong係xi統tong的de效xiao益yi發fa揮hui的de技ji術shu
，是shi從cong信xin息xi技ji術shu向xiang知zhi識shi經jing濟ji技ji術shu發fa展zhan的de關guan鍵jian。智zhi能neng控kong製zhi技ji術shu可ke以yi說shuo是shi測ce控kong係xi統tong中zhong最zui重zhong要yao和he最zui關guan鍵jian的de軟ruan件jian資zi源yuan。    

    ④人機界麵技術:人機界麵技術主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備
、主係統的操作員操作儀器儀表或主設備、主係統服務。    

   ⑤可靠性技術:隨著儀器儀表和測控係統應用領域的日益擴大，可靠性技術特別是在一些軍事、航空航天
、電力
、核工業設施，大型工程和工業生產中起到提高戰鬥力和維護正常工作的重要作用。    

   現代儀器儀表產品技術趨勢： 儀器儀表作為信息工業的源頭，是以電腦和微處理器的技術為核心技術，以計算機
、網絡、係統、通信、圖像顯示、自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)為(wei)共(gong)性(xing)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)基(ji)礎(chu)。這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)到(dao)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)中(zhong)，促(cu)成(cheng)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)為(wei)智(zhi)能(neng)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)，發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)信(xin)息(xi)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)中(zhong)一(yi)大(da)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)群(qun)體(ti)。儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)產(chan)品(pin)正(zheng)向(xiang)智(zhi)能(neng)化(hua)、微型化、網絡化和虛擬化方向迅速邁進。    
 
   微型化：儀器儀表產品微型化主要歸結於超大規模集成（VLSI）新器件
、微機電係統（MEMS）
、圓片規模集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等；采用微控技術

、微加工技術、微檢測技術、微光源

、微分光光學係統
、微傳感器等
，使儀器儀表產品體積縮小

，精度提高。    

   智能化：儀器儀表產品智能化主要歸結於微處理器和人工智能技術的發展與應用。以美國德州儀器公司提出的“DSPC”概念為例，以DSP芯片為核心
，配合先進的混合信號電路、ASIC電路、元件及開發工具等提供整個應用係統的解決方案。目前DSP的生產工藝正在由0.35μm轉向0.25μm、0.18μm、0.13μm，2005年可達到0.075μm。到2010年，DSP芯片的集成度將會提高11倍
，單個芯片上將會集成5億隻晶體管。    

   網絡化：由於測量設備自動化、智能化水平的提高，多台儀器聯網已推廣應用，虛擬儀器、三維多媒體等新技術開始實用化。儀器儀表產品網絡化主要歸結於現場總線技術。基於現場總線的FCS（FieidbusControlSystem）將取代DCS成為控製係統的主角，Internet和Intranet技術也進入控製領域
，網絡化係統滲透到企業從生產到管理、直到經營等各方麵。通過Internet網，儀器用戶之間可異地交換信息和瀏覽，廠商能直接與異地用戶交流，能及時完成如儀器故障診斷、指導用戶維修或交換新儀器改進的數據、軟件升級等工作。

   國外著名儀器廠商正在積極研製和開發新型網絡化智能化測量設備

，如美國P&SDataCom（Microchip）公司通過多年對智能設備與網絡間通訊方式的研究和開發，發明了具有專利的通用網絡通訊控製器芯片--WebChipTM，並提供了一種簡單、低價格、完整的智能設備網絡連接方案。    

   虛擬化：儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)產(chan)品(pin)虛(xu)擬(ni)化(hua)主(zhu)要(yao)歸(gui)結(jie)於(yu)虛(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)技(ji)術(shu)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)由(you)計(ji)算(suan)機(ji)全(quan)部(bu)或(huo)部(bu)分(fen)生(sheng)成(cheng)的(de)多(duo)維(wei)感(gan)覺(jiao)環(huan)境(jing)，給(gei)參(can)與(yu)者(zhe)產(chan)生(sheng)各(ge)種(zhong)感(gan)官(guan)信(xin)息(xi)，使(shi)參(can)與(yu)者(zhe)有(you)身(shen)臨(lin)其(qi)境(jing)的(de)感(gan)覺(jiao)
，能(neng)體(ti)驗(yan)、接受和認識客觀世界中的客觀事物，深化概念和建造新的構想和創意。