現(xiàn)代電子測量技術(shù)與儀器儀表的發(fā)展

張妍

近幾年來科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，以信息技術(shù)為代表的新科技促進(jìn)了電子行業(yè)的飛速增長，也極大地推動了測試測量儀器儀表的快速發(fā)展。電子測量儀器的發(fā)展為我國國民經(jīng)濟(jì)、企業(yè)發(fā)展，科學(xué)教育、特別是國防軍事的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著世界高科技發(fā)展的潮流，中國電子測量儀器也步入了高科技發(fā)展的道路，鑒于中國在全球制造環(huán)節(jié)和設(shè)計環(huán)節(jié)的重要地位，使得中國成為全球各大儀器廠商青睞的大戰(zhàn)場，同時，也帶動了中國測試測量儀器的研發(fā)與測試技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。

電子測量技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題

目前國內(nèi)的電子測量技術(shù)已有了很大的發(fā)展，中國測量儀器的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了各個方面的重視，狀況有了很大改觀。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低潮階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤其最近幾年，中國的儀器取得了巨大的進(jìn)步，特別是通用電子測量設(shè)備和汽車電子設(shè)備的研發(fā)方面，與國外先進(jìn)產(chǎn)品的差距正在快速縮小，給國外電子儀器龍頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬電子技術(shù)的發(fā)展，為中國的測量儀器行業(yè)帶來了新的契機(jī)，加上各級政府越來越重視，以及中國自主應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)研究的快速進(jìn)展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動力和機(jī)遇。從中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計中可以看出，中國的電子測量儀器每年都以超過30%以上的速度在快速增長。在此快速增長的過程中，無疑催生出了許多測試行業(yè)新創(chuàng)企業(yè)，也催生出了一批批可靠性和穩(wěn)定性較高的產(chǎn)品，現(xiàn)在已基本上采用了標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化的設(shè)計體系，已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發(fā)展，從堆疊式測試系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化測試系統(tǒng)發(fā)展，并先后研制出國產(chǎn)化VXI模件、VXI測試系統(tǒng)及PXI系統(tǒng)，使我國測試系統(tǒng)技術(shù)水平逐步進(jìn)入國際先進(jìn)行列。

雖然國內(nèi)的測試測量產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，但客觀地說中國的測試測量儀器還普遍落后，表面上看的有精度不高，外觀不好，可靠性差等，深入分析則存在以下問題：

人們在整個產(chǎn)品的制作流程中對測試這個環(huán)節(jié)不夠重視。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品的制造流程中，研發(fā)始終處于核心地位，而測試則處于從屬和輔助位置，研究者對測試不夠重視。

數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)有待提升。“數(shù)字化時代”是社會與經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的最新標(biāo)志，關(guān)系著一個國家在科技領(lǐng)域“核心競爭力”的高低。模塊化則是國際電子測量儀器發(fā)展的方向。由于歷史的原因，中國儀器配套行業(yè)的企業(yè)多為良莠不齊的小型企業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化的研究也沒有跟上需求的快速發(fā)展，從而導(dǎo)致儀器的材料配套行業(yè)的技術(shù)水平較低。雖然目前已有較大的改觀，但距離整個產(chǎn)業(yè)的要求還有一定距離。所以，還應(yīng)把標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的研究放到重要的位置。還有，在技術(shù)水平?jīng)]有達(dá)到的條件下，一味地追求精度或追求高指標(biāo)，而沒有處理好與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。這些都是制約本國儀器發(fā)展的因素。

軟件技術(shù)、集成技術(shù)不夠發(fā)達(dá)。軟件技術(shù)在電子測量儀器中的作用，就如同人的大腦一樣，然而現(xiàn)代我國的電子測量儀器中的軟件技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有體現(xiàn)出來。電子測量儀器硬件，即電子電路技術(shù)、同軸器件組件技術(shù)、波導(dǎo)器件組件技術(shù)的集成技術(shù)，在電子測量儀器中是其重要的核心技術(shù)，它與總線技術(shù)、軟件技術(shù)、模塊化技術(shù)共同組成現(xiàn)代化的電子測量儀器，這是我們電子測量儀器企業(yè)尚待攻克的一個難關(guān)。

面向應(yīng)用和現(xiàn)代市場營銷模式還沒有真正建立起來。中國的儀器設(shè)備廠商只是重研發(fā)，重視生產(chǎn)，重視狹義的市場，還沒有建立起一套完整的現(xiàn)代營銷體系和面向應(yīng)用的研發(fā)模式。傳統(tǒng)的營銷模式在計劃經(jīng)濟(jì)年代里發(fā)揮過很大作用，但無法滿足目前整體解決方案流行年代的需求。所以，為了快速縮小與國外先進(jìn)公司之間的差距，國內(nèi)儀器研發(fā)企業(yè)應(yīng)加速實現(xiàn)從面向仿制的研發(fā)向面向應(yīng)用的研發(fā)的過渡。特別是隨著國內(nèi)應(yīng)用需求的快速增長，為這一過渡提供了根本動力，應(yīng)該利用這些動力，跟蹤應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展。

目前電子測量儀器的高技術(shù)成果

成功研制微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是我們成功研制的被稱為“世界電子測量儀器之王”的儀器。該儀器的突出特點主要有以下幾個方面：工作頻帶寬；測量精度高；大動態(tài)范圍；高速實時測試。

調(diào)制域分析儀的成功研發(fā)。調(diào)制域分析技術(shù)是可以用來加速設(shè)計和表征諸如雷達(dá)、電子戰(zhàn)、監(jiān)控系統(tǒng)、擴(kuò)頻通信等的工作和性能特征。調(diào)制域分析儀還非常適合設(shè)計防抱死制動系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)懸浮系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、防撞雷達(dá)、各種各樣的航天和防御系統(tǒng)等。

VXI總線技術(shù)取得重大進(jìn)展。VXI可以大大減小設(shè)備的體積和重量，還可以大大提高測試速度，VXI比GPIB的速度可提高40倍，它測試系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性大為提高并且價格適中，有利于充分發(fā)揮計算機(jī)的作用。該研究成果已應(yīng)用于“XXX型號遠(yuǎn)程雷達(dá)綜合測試系統(tǒng)”、“火控雷達(dá)綜合測試系統(tǒng)”和各種裝備的VXI總線自動測試系統(tǒng)中。

電子測試儀器向毫米波推進(jìn)。通信測量儀器達(dá)到高技術(shù)水平。通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超過了人們的想象，所以我們必須適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以最快的速度發(fā)展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數(shù)字微波通信測試儀；信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數(shù)字傳輸/數(shù)據(jù)通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產(chǎn)品都達(dá)到了二十世紀(jì)末國際先進(jìn)水平。

現(xiàn)代電子測量儀器的發(fā)展方向及趨勢

電子測量儀器的生產(chǎn)和設(shè)計是衡量一個國家工業(yè)基礎(chǔ)和工業(yè)生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，因此在儀器儀表生產(chǎn)技術(shù)的研究中要注重解決好產(chǎn)品的設(shè)計和過程監(jiān)管模式，研究新型的儀器儀表應(yīng)注重高精度，高質(zhì)量，穩(wěn)定性，可靠性，可維護(hù)性，可操作性，易升級性等。

我國電子測量技術(shù)的發(fā)展應(yīng)保證產(chǎn)品性能更加優(yōu)異，逐步與計算機(jī)融為一體，使測試及仿真軟件在儀器中廣泛應(yīng)用，提高自動測試系統(tǒng)的性能，測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化，實時化，數(shù)字化，測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化，標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格化，測量數(shù)據(jù)傳播于應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化，GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)以及先進(jìn)的地面測量儀器等廣泛應(yīng)用與工程測量中，并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。