測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀以及電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向研究

文/荊莉，河南職方土地規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀以及電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向研究

文/荊莉，河南職方土地規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

1 前言

中國(guó)電子測(cè)量技術(shù)經(jīng)過40多年的發(fā)展,為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)教育、特別是國(guó)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(guó)電子測(cè)量?jī)x器也步入了高科技發(fā)展的道路,特別是經(jīng)過“九五”期間的發(fā)展,我國(guó)電子測(cè)量技術(shù)在若干重大科技領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,為我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器走向世界水平奠定了良好的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已難以用日新月異來描述。新工藝、新材料、新的制造技術(shù)催生了新的一代電子元器件,同時(shí)也促使電子測(cè)量技術(shù)和電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生了新概念和新發(fā)展趨勢(shì)。本文擬從現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的三個(gè)明顯特點(diǎn)入手,進(jìn)而介紹下一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的概念和基本技術(shù),引入合成儀器的概念,面向21世紀(jì)的我國(guó)電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化;測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化;測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及先進(jìn)地面測(cè)量?jī)x器等將廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中,并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。

2 測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀及其存在的問題

現(xiàn)在人們通過實(shí)踐已越來越認(rèn)識(shí)到測(cè)試技術(shù)的重要性,國(guó)內(nèi)測(cè)試技術(shù)也已有了很大的發(fā)展,現(xiàn)在已基本上采用了標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)體制。已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發(fā)展,從堆疊式測(cè)試系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展,并先后研制出國(guó)產(chǎn)化VXI模件、VXI測(cè)試系統(tǒng)及PXI系統(tǒng),使我國(guó)測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)水平逐步進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。在航天器、武器系統(tǒng)的單元系統(tǒng)中也設(shè)計(jì)了自檢測(cè)功能,但在實(shí)用的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中,尤其在武器系統(tǒng)的測(cè)試中,缺少實(shí)用的人工智能測(cè)試技術(shù),故障診斷水平低、實(shí)用性差、網(wǎng)絡(luò)化水平低。從測(cè)試體制的變革方面,國(guó)內(nèi)尚沒有邊緣掃描技術(shù)和完善的智能內(nèi)裝測(cè)試系統(tǒng)。因此,與國(guó)外存在比較大的差距,國(guó)外20世紀(jì)八十年代末,九十年代初即提出了內(nèi)裝測(cè)試系統(tǒng)和可測(cè)試性概念,隨后研制出了設(shè)備,并制訂出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。近年來中國(guó)測(cè)量技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了很多方面的重視,狀況有了很大改觀。測(cè)試技術(shù)行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段,重新回到了快速發(fā)展的軌道,尤其最近幾年,中國(guó)本土測(cè)量技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,特別是通用電子測(cè)量設(shè)備和汽車電子設(shè)備的研發(fā)方面,與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的差距正在快速縮小,對(duì)國(guó)外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬技術(shù)的發(fā)展,為中國(guó)的測(cè)試測(cè)量?jī)x器行業(yè)帶來了新的契機(jī),加上各級(jí)政府日益重視,以及中國(guó)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(dòng)力和機(jī)遇。從中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒中可以看出,中國(guó)的測(cè)試測(cè)量?jī)x器每年都以超過30%以上的速度在快速增長(zhǎng)。在此快速增長(zhǎng)的過程中,無疑催生出了許多測(cè)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。擁有中國(guó)該領(lǐng)域唯一重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的中國(guó)電子集團(tuán)公司第41研究所,憑借著本土測(cè)試領(lǐng)域的龍頭地位,通過屬下的青島興儀電子設(shè)備有限責(zé)任公司,成功地實(shí)現(xiàn)了由技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化,開發(fā)出了多款具有很高技術(shù)水平的產(chǎn)品。該所研制出的高純微波合成信號(hào)發(fā)生器、微波噪聲系數(shù)分析儀、便攜式射頻頻譜分析儀、2.5Gb/sSDH/PDH數(shù)字傳輸分析儀、高性能的光通訊設(shè)備,包括光譜分析儀和高性能微型光時(shí)域反射計(jì),還有高速數(shù)字示波器等,目前都已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)品系列。其中AV1489型高純微波合成信號(hào)發(fā)生器采用全正向設(shè)計(jì)方法,突破了高純度微波頻率合成等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù);AV3984型微波噪聲分析儀突破了智能微波噪聲源等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù);AV4022型便捷式射頻頻譜分析儀突破了小型化設(shè)計(jì)與制造等關(guān)鍵技術(shù),還有高性能的AV3600系列的寬帶矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,DT系列數(shù)字電視碼流實(shí)時(shí)檢測(cè)儀等。另外,該所還與海信集團(tuán)一道,研制出了數(shù)字電視全部四個(gè)層次上的測(cè)試儀器。無疑這對(duì)中國(guó)的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到很大的推動(dòng)作用。這些儀器除了能解決所有通用協(xié)議分析外以及物理層的各種指標(biāo)的測(cè)試外,還有一個(gè)很重要的特點(diǎn),就是結(jié)合中國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)和特點(diǎn),保留了很好的可升級(jí)性。

3 電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向

我國(guó)測(cè)試技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)階段,而且已采用了工業(yè)界先進(jìn)的計(jì)算機(jī)I/O總線標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字化總線、儀器總線相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn),逐步接近國(guó)際先進(jìn)水平。但如何進(jìn)一步發(fā)展,發(fā)展的主要內(nèi)容是什么,這是擺在從事測(cè)試技術(shù)的每個(gè)工程人員需要認(rèn)真思索的問題。任何技術(shù)的發(fā)展均取決于社會(huì)發(fā)展的需求。根據(jù)安捷倫公司在1996年對(duì)檢測(cè)成本統(tǒng)計(jì)：硬件成本6%,檢測(cè)開發(fā)24%,檢測(cè)操作57%,維護(hù)成本占13%。除了硬件成本外,其它三項(xiàng)基本是軟件開發(fā)、維護(hù)、操作成本。因此,對(duì)TPS的開發(fā)、移植、維護(hù)、重用,應(yīng)是測(cè)試系統(tǒng)的重要研究?jī)?nèi)容。

4 展望未來

綜上所述,21 世紀(jì)的電子測(cè)量?jī)x器隨著芯片技術(shù)和DSP技術(shù)的發(fā)展將達(dá)到前所未有的高性能,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器的進(jìn)一步融合,儀器的易操作性,易升級(jí)性,測(cè)量能力,數(shù)據(jù)處理和分析能力,都得到了大幅度提高。與此同時(shí),軟件無線電正越來越多地被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,仿真技術(shù)將為用戶的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供了更加強(qiáng)大和方便的工具。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)經(jīng)歷了從GPIB系統(tǒng)到VXI系統(tǒng),從VXI系統(tǒng)到VXI與GPIB 混合系統(tǒng)的發(fā)展歷程,越來越多的軍工用戶希望擁有一種長(zhǎng)壽命且高性能的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系來承擔(dān)日益復(fù)雜的測(cè)試壓力和維護(hù)成本的壓力 ,面對(duì)未來的挑戰(zhàn) ,LXI 儀器將在繼承現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)之上,為下一代測(cè)試技術(shù)和測(cè)試儀器,特別是ATS測(cè)試系統(tǒng)的革新帶來新的希望。

[1]李保安,李行善的[基于組件的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)(ATS)軟件體系結(jié)構(gòu)],電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào),2002年04期

[2]何玲松,張蓉,【基于Web的網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器技術(shù)及應(yīng)用】,中國(guó)機(jī)械工程,2002年09期