編者語： 現代儀器儀表（biǎo）的（de）發展在工業的發展（zhǎn）進程中占有至關重要的地（dì）位（wèi），我們需要關注（zhù）儀器（qì）儀（yí）表的發展。“儀器儀表往往被看作科研和工業生產（chǎn）的‘配角（jiǎo）’，然而它早已成為我國科技發展和提升工業產品質量的核（hé）心組成部分（fèn），作（zuò）用（yòng）舉足輕重。事實證明，中國科技實力（lì）與經濟發展的‘咽喉’，部分地被卡在儀器（qì）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（zài）現代科學技術和生產力的推動（dòng）下，最初（chū）作為測量（liàng）器具的儀器已發展成一門較為完整的（de）學科，並在當今國（guó）民經濟和科技發展中發揮著日益重要的作用（yòng）。專家總結其作用稱：儀器儀表是科學研究的“先行官”，工業生產的“倍增器”，軍事（shì）上的（de）“戰鬥力”，國民活動（dòng）中的“物化法官”。

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

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

　　現代儀（yí）器（qì）儀表的（de）分類：根據國際發展潮流和我國的現狀，現代儀（yí）器儀表按（àn）其應用領域和自身技（jì）術特性大致劃分為6個大類，即工（gōng）業自動化（huà）儀表與控製係統、科（kē）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（yí）表元（yuán）器件（jiàn）及材料。

　　我國儀器儀表業將發生新的重大轉折：隨（suí）著（zhe）科（kē）學技術的飛速發展和自動化程度的不斷提高，我國儀器（qì）儀表行業也將發生新的變化並獲得新的（de）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（zhǒng）加（jiā）工技術、集成（chéng）技術、薄膜技術（shù）、網絡技術（shù）、納米（mǐ）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（yú）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、基因層次的生物（wù）學研究成果（guǒ），以及高精密超性能特種功能材（cái）料研究成果和全球網絡技術推廣應（yīng）用成（chéng）果等在內的一大批當代最新技（jì）術成果的競相（xiàng）問世，使得儀器儀表領域發生了根本性的變革。通過分析可以看（kàn）出，高科（kē）技化（huà）不但是現代儀器儀表的主要（yào）特征，而且是振興儀表工業的必由之路，也是新世紀儀器儀表及其產業的發展主流。

　　伴隨現場總線的問世，過（guò）程測控儀表發展曆（lì）程出現（xiàn）了重大轉折（shé）和難得機遇。目前現場總線已成為全（quán）球自動化技術的熱點。現場總線是用於現（xiàn）場（chǎng）智能化儀表與控（kòng）製室之間的一種（zhǒng）開放、全數字化、雙向、多站的通信係（xì）統。它的產生，既是廣大（dà）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（tōng）信技術和控製技術（shù）在工（gōng）業控製領域相結合的產物和產品升級，以及為（wéi）實現進一步的高精度、高性能（特別是多（duō）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（xiāo）耗等提供了巨大動力和發展空（kōng）間。

　　應用領域，特（tè）別是非傳統應用領域的進一步拓展，為（wéi）儀器儀表工業的持續發展注（zhù）入了（le）新活力、新（xīn）動力。 儀器儀表產品的總體發展趨勢是“六高一長”和“二十化（huà）”。縱觀曆史，剖析（xī）現狀，展望未來，可以提出（chū）如下結論：日（rì）後，傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精（jīng）度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一（yī）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（lái）國際儀器（qì）儀表（biǎo）發展的主要（yào）趨勢是：數字技術的出現（xiàn）把模擬儀器的（de）精（jīng）度、分辨力與測量速度提高了幾個量級，為實現測試自（zì）動化打下了良好（hǎo）的基礎。計算機的引入，使儀器（qì）的功能（néng）發生了質（zhì）的變化，從（cóng）個別參量的測量轉變（biàn）成測量整個係統的（de）特（tè）征（zhēng）參數，從單純的接受、顯（xiǎn）示（shì）轉變為控製、分析、處理、計算與顯示輸出（chū），從用單個儀（yí）器進行（háng）測量轉變成用測量係統進行測量。計算（suàn）機技術在（zài）儀器儀表中的進一步滲透，使電子儀器在傳統的時域與（yǔ）頻域之外，又出現了數據域測試。

　　90年代，儀器儀表與（yǔ）測量科學技術突破性進展是儀器儀表（biǎo）智能化（huà）程度的提高；DSP芯片的大量問世，使儀器儀表（biǎo）數字信號處理功能大大加（jiā）強；微型機的發展，使儀器儀表具有更強的數（shù）據處理能力和圖（tú）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（zì）動化設備與其控製係統的網（wǎng）絡通信技術，Internet和Internet技（jì）術也將進入控製領域。現代儀器儀表產（chǎn）品將向著計算機化（huà）、網絡化、智能化、多功能（néng）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（kào）、更簡捷地獲取被分析、檢測、控製對象（xiàng）的全方位（wèi）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（hé）分析（xī）結果，智（zhì）能化的（de）標誌是知識（shí）的表達與應（yīng）用。利用物理學的新效應和高（gāo）新技術及其成就開發新型高（gāo）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（gāo）溫超導量子幹涉儀（SGUID）開發計（jì）量（liàng）測試儀器、物理學測（cè）試儀器、地理和地質學儀器、化學分析儀器、醫療儀器、無損（sǔn）材料檢測儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖、光學玻璃等，它與近場光學（xué）相結合，不僅可以測量（liàng）表麵精細（xì）結構，同時（shí）根（gēn）據近（jìn）場光學反射偏振信息可以分辨（biàn）出被測物體的材料，這是目前（qián）實驗研究新探索。將可調諧穩頻激光光譜儀技術（shù）用於高精密的幾何量與機械量和多種無形態的量的測量，開發（fā）以新一代微型光纖傳導（dǎo）激光（guāng）幹涉儀（yí），它的測量範圍可（kě）以從納（nà）米到幾米或更大（dà）的範圍，分辨率可達（dá）10mm。

　　現代儀器儀表發展關鍵技術：

　　①傳感技術:傳感（gǎn）技術不僅是儀器（qì）儀表實現檢測的基礎，它也是儀器儀（yí）表實現控製的（de）基礎。

　　②係統集成技術:係（xì）統集成（chéng）技術直接影響儀器儀表（biǎo）和測量（liàng）控製科學技術（shù）的應用廣度和水平，特（tè）別是對大工程、大係（xì）統、大型裝置的自動化程度（dù）和效益有決定性影響。

　　③智能控製技（jì）術:智能控製技術是人類以接近最佳方（fāng）式，通過測控係統以接近最佳方式監控智能（néng）化工具、裝備、係統（tǒng）達到既定目標（biāo）的技術，是直接涉及測控係統的效益（yì）發揮（huī）的技術，是從信（xìn）息（xī）技術向知識經濟技術發展的關鍵。智（zhì）能控製技術可以說是測控係統中（zhōng）最重要和（hé）最關鍵的（de）軟件資源。

　　④人機界（jiè）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（zhǔ）設備、主係統的操作員操作儀器儀（yí）表或主設備、主係統服務。

　　⑤可靠（kào）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（shù）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（tí）高戰鬥力和維護正常工作的重（chóng）要作用。

　　現代儀器儀（yí）表產品技術趨勢： 儀器儀表作為信（xìn）息工業（yè）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、自動控（kòng）製理論為共性關鍵技術基礎。這些信息技術應（yīng）用到儀器儀表中，促成儀器（qì）儀表產（chǎn）品升級為智能儀（yí）器（qì）儀表，發展成為信息（xī）工業領域中一大係列產品群（qún）體。儀器儀表產品正向智能化、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（pǐn）微型化主要歸結於超大規模集成（VLSI）新器件、微機（jī）電（diàn）係（xì）統（MEMS）、圓片規模（mó）集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等；采用微控技（jì）術、微（wēi）加工（gōng）技術、微（wēi）檢測技（jì）術、微光（guāng）源、微分（fèn）光光學係統、微（wēi）傳感器（qì）等，使儀器儀表產品體（tǐ）積縮小，精度（dù）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（gōng）智能技術的發展與應用（yòng）。以（yǐ）美（měi）國德州儀器公司提出（chū）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（jí）開發工具等提供整個（gè）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（piàn）的集成度將會提高11倍，單個芯片上將會（huì）集成5億隻晶體管（guǎn）。

　　網絡化：由於測量設備自（zì）動化、智能化水平的提（tí）高，多台儀器聯網已推廣應用，虛擬儀器、三維多媒（méi）體等（děng）新技術開始實用化。儀器儀表產品（pǐn）網絡化主要歸（guī）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（wǎng）絡化係統滲透到企業從生產（chǎn）到管理（lǐ）、直到經（jīng）營等各方麵。通過Internet網，儀器用戶之間可異地交換信息和瀏（liú）覽，廠商能（néng）直（zhí）接與異地用戶交（jiāo）流（liú），能及時完成如儀（yí）器（qì）故障診斷、指導用戶維（wéi）修或（huò）交換新儀器改進的數據（jù）、軟件升（shēng）級等（děng）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（guó）P&SDataCom（Microchip）公司通過多（duō）年對智能設備（bèi）與網絡間通（tōng）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（gòng）了一種簡單、低價格、完整的智能（néng）設（shè）備網絡連接方案。

　　虛擬化：儀器儀（yí）表產品虛擬化主要歸結於（yú）虛擬現實技術。它是（shì）一種由計算機全部或部分生成（chéng）的多維感覺環境，給參與（yǔ）者產（chǎn）生各種感官信息，使參（cān）與者有身臨其境的感覺，能體驗、接受（shòu）和認識客觀世界中的客（kè）觀事物，深化概念和建造新的構想和創意（yì）。