淺析電子儀器與測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

摘 要：本文對(duì)電子測(cè)量?jī)x器與電子測(cè)量技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步中的重要性進(jìn)行了分析和討論。本文首先對(duì)電子測(cè)量的對(duì)象及其應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，然后重點(diǎn)對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景和重要性進(jìn)行了討論，最后對(duì)其發(fā)展前景做了分析。

關(guān)鍵詞：電子儀器 測(cè)量技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展

信息技術(shù)的發(fā)展拓展了參數(shù)測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景，提升了對(duì)參數(shù)測(cè)量的應(yīng)用需求，為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測(cè)量結(jié)果，電子儀器與測(cè)量技術(shù)一起得到了飛速的發(fā)展。完善有效的測(cè)量方法，配合先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備逐漸成為專業(yè)測(cè)量的主要實(shí)現(xiàn)方式。

一、電子測(cè)量的特點(diǎn)

（一）電子測(cè)量的對(duì)象

早期的電子測(cè)量主要是對(duì)被測(cè)量對(duì)象的電參數(shù)信號(hào)、傳輸特性、受干擾特性進(jìn)行測(cè)量，之后隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電子測(cè)量技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備也被逐漸應(yīng)用到其他內(nèi)容的測(cè)量當(dāng)中，如通過(guò)傳感器等設(shè)備將諸如機(jī)械物理量、熱物理量以及光物理量等轉(zhuǎn)化為量化的電信號(hào)量進(jìn)行分析等。目前電子儀器與測(cè)量技術(shù)主要被應(yīng)用的場(chǎng)景為：電能量信號(hào)的測(cè)量，如電功率、電壓與電流等；干擾量及干擾后的信號(hào)特性測(cè)量，如信噪比、頻譜、相位、失真度等；電路元器件測(cè)量，如電容與三極管的參數(shù)測(cè)量、集成電路的性能參數(shù)測(cè)量等。

（二）電子測(cè)量的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)代電子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用拓展了參數(shù)可測(cè)量的范圍，現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用拓展了可被測(cè)量參數(shù)的種類，傳統(tǒng)測(cè)量方式下所無(wú)法獲得的測(cè)量，都可以通過(guò)相應(yīng)的電子測(cè)量技術(shù)獲得高精度的測(cè)量結(jié)果。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用電子測(cè)量技術(shù)和設(shè)備所具有的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.能夠在更寬范圍內(nèi)對(duì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。電子測(cè)量?jī)x器的量程更廣，精度更高，量程數(shù)量級(jí)更大，可測(cè)量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測(cè)量設(shè)備的量程寬度可達(dá)到六至七個(gè)數(shù)量級(jí)，這是普通的歐姆表所無(wú)法達(dá)到的。

2.測(cè)量精度和測(cè)量準(zhǔn)確度更高，測(cè)量速度更快。電子測(cè)量?jī)x器對(duì)參量的測(cè)量主要是通過(guò)電磁波或電子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而所能夠?qū)崿F(xiàn)的測(cè)量精度和測(cè)量準(zhǔn)確度更高，特別是在時(shí)間量和頻率量測(cè)量方面其優(yōu)勢(shì)更為明顯。同時(shí)，相較于其他信號(hào)而言，電磁信號(hào)的速度更快，能夠在更短時(shí)間內(nèi)獲得測(cè)量結(jié)果。

3.可進(jìn)行在線測(cè)量和遠(yuǎn)程測(cè)量。電子測(cè)量技術(shù)可以在相關(guān)儀器中添加多種類型的傳感器，這些傳感器可被放置于不便于停留或無(wú)法達(dá)到的區(qū)域?qū)ο嚓P(guān)信號(hào)進(jìn)行采集，若能夠集成到相關(guān)位置，還能夠在不改變被測(cè)量對(duì)象工作狀態(tài)的情況下實(shí)現(xiàn)不間斷在線測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果以有線或者無(wú)線的方式傳輸給接收端進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)或打印等。

4.便于計(jì)算機(jī)處理。電子測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)大多都是數(shù)字信息，這些信息更加便于在計(jì)算機(jī)端進(jìn)行處理與分析，配合使用計(jì)算機(jī)能夠有效擴(kuò)展被測(cè)量的應(yīng)用范圍。

二、電子儀器與測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

電子儀器與測(cè)量技術(shù)以測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)，吸收融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)等多種計(jì)數(shù)方式，可以將被測(cè)量對(duì)象或系統(tǒng)的參數(shù)以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進(jìn)行處理和分析。電子儀器與測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在各行業(yè)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，是推動(dòng)科技進(jìn)步和科技創(chuàng)新的重要條件。

電子儀器與測(cè)量技術(shù)配合使用基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)任何參數(shù)的測(cè)量，因而其應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，幾乎涉及到了人們生活與社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面。其測(cè)量結(jié)果對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義。如對(duì)無(wú)線通信速率的測(cè)量以及空間噪聲特性的測(cè)量可以有效指導(dǎo)無(wú)線通信系統(tǒng)的技術(shù)革新；光柵、磁尺以及激光測(cè)量設(shè)備等在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用推動(dòng)了高精度數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得越來(lái)越高精度的器件生產(chǎn)成為可能。

電子測(cè)量技術(shù)與儀器的發(fā)展更是同步甚至于超前其他技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的。統(tǒng)計(jì)資料顯示，二十世紀(jì)九十年代的發(fā)達(dá)國(guó)家中，電子測(cè)量技術(shù)與儀器所占的國(guó)民生產(chǎn)總值只有百分之四左右，但是其對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用卻占據(jù)了超百分之六十的份額，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)度達(dá)百分之九十。電子儀器與測(cè)量技術(shù)是國(guó)家綜合技術(shù)的客觀體現(xiàn)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。

三、電子儀器與測(cè)量技術(shù)的發(fā)展前景

總體來(lái)看，電子測(cè)量?jī)x器的未來(lái)發(fā)展方向主要集中在通用化與平臺(tái)化、模塊化、虛擬測(cè)試化等方面。通用化與平臺(tái)化是指現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器和技術(shù)正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉(zhuǎn)變，各種測(cè)量軟件和功能逐漸被集成到一臺(tái)測(cè)量?jī)x器中，且測(cè)量對(duì)象與測(cè)量設(shè)備相互獨(dú)立，只需要根據(jù)測(cè)量需求適當(dāng)?shù)母能浖δ芗纯蓪?shí)現(xiàn)單臺(tái)測(cè)量?jī)x器的多參數(shù)、多用途測(cè)量。模塊化是指整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)提供總線接口，各功能采用模塊化思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，在應(yīng)用時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測(cè)量?jī)x器的體積和重量，還能夠依照最新的測(cè)量技術(shù)和方案對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行更新或升級(jí)，使得整個(gè)測(cè)量?jī)x器的兼容性更強(qiáng)。虛擬測(cè)試化是指應(yīng)用虛擬測(cè)試技術(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)具體參數(shù)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)電子測(cè)量技術(shù)的工程實(shí)用性，進(jìn)而提升測(cè)量效率和數(shù)據(jù)測(cè)量進(jìn)度。

（一）測(cè)量單元微小型化、智能化

測(cè)量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)及專家系統(tǒng)等信息技術(shù)產(chǎn)品，不斷向微小型化、智能化發(fā)展，從目前出現(xiàn)的“芯片式儀器儀表”，“芯片實(shí)驗(yàn)室”、“芯片系統(tǒng)”等看，測(cè)量單元的微小型化和智能化將是長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)。從應(yīng)用技術(shù)看，微小型化和智能化測(cè)量單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)得到重視。

（二）測(cè)控范圍向立體化、全球化擴(kuò)展，測(cè)量控制向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

隨著儀器儀表所測(cè)控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展，儀器儀表和測(cè)控裝置已不再呈單個(gè)裝置形式，它必然向測(cè)控裝置系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。例如一個(gè)大型水電站的測(cè)控系統(tǒng)，僅檢測(cè)大壩安全性的傳感器就達(dá)數(shù)千個(gè)，此外各個(gè)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)及水位情況的檢測(cè)控制點(diǎn)將超過(guò)萬(wàn)點(diǎn)，要達(dá)到大型水電站的正常發(fā)電和送電，必須將各個(gè)測(cè)控點(diǎn)的測(cè)控裝置形成一個(gè)有機(jī)的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

（三）便攜式、手持式以至個(gè)性化儀器儀表大量發(fā)展

隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關(guān)注，檢測(cè)與人們生活密切相關(guān)的各類商品、食品質(zhì)量的儀器儀表，預(yù)防和治療疾病的各種醫(yī)療儀器是今后發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。科學(xué)儀器的現(xiàn)場(chǎng)化、實(shí)時(shí)在線化，特別是家庭和個(gè)人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發(fā)展。

四、總結(jié)

隨著被測(cè)試系統(tǒng)和器件的發(fā)展速度越來(lái)越快、體積越來(lái)越小、應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，人們對(duì)測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器提出了更高層次的要求，促進(jìn)了新技術(shù)和新方法在電子儀器與測(cè)量技術(shù)中的應(yīng)用。電子儀器與測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展具有先導(dǎo)作用，代表著一個(gè)國(guó)家的科技實(shí)力，影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度?？梢?jiàn)，正確認(rèn)識(shí)電子儀器與測(cè)量技術(shù)的作用和功能具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王會(huì)鵬，劉剛金. 電子儀器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2016，（18）：128.

[2]刁振軍. 電子儀器自動(dòng)校準(zhǔn)與檢測(cè)軟件平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)[D].西安工業(yè)大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介：

焦玲利（1988-），女，漢族，河北省唐山市，大專，助理工程師，從事現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備的電子儀器與測(cè)量工作。