测量控制与仪器仪表发展现状与分析研究

高金法

摘要：信息技术是测量控制与仪器仪表技术发展的先导条件，是长足发展的基石。我国作为世界信息技术发展较快的国家之一，信息技术水平的完善和发展都迈向了新的台阶，从而积极推动了我国测量控制与仪器仪表技术的发展。现阶段，在我国的各行各业中，测量控制与仪器仪表技术的应用越来越广泛，可以说我国的测量控制与仪器仪表技术有了很好的发展与进步。在整个世界的发展大环境中，一些发达国家在该行业的发展是较领先的，我国在此方面与发达国家还存在一定的差距，必须在测量控制与仪器仪表技术的研究方面加大投入力度。

关键词：测量控制;仪器仪表;发展

引言

仪器仪表行业是为现代社会生产、生活和军事等领域提供测量手段、方法和控制系统的行业，仪器仪表使我们的生产、生活等所有领域实现科学计量，是一切经济领域实现科学认识的必要手段。测量控制与仪器仪表技术指标水平是一个国家测量与仪器仪表水平的量化标志，而提高测量控制的技术指标和功能是仪器仪表的永远追求。为了积极适应经济社会快速发展，加强对测量控制和测量技术的研究，加大对自动化和信息技术研究的投资，提高仪器仪表的技术水平，以便测量控制和测量技术可以在更多领域广泛应用，助推经济发展。

1 测量控制与仪器仪表技术概述

随着社会的不断进步，信息时代的步伐加快，科学技术的发展离不开信息技术进步的强大推动，可以说科学技术的迅猛发展有赖于信息技术水平的不断提高。王大珩院士对仪器仪表在当今重要作用和重要地位，提出一些重要的至理名言，如“仪器不是机器，仪器是认识和改造物质世界的工具，而机器只能改造却不能认识物质世界”;“测量技术是信息技术的重要组成部分，是信息技术的源头”;“仪器仪表是工业的‘倍增器，科学研究的‘先行官，军事上的‘战斗力和社会生活中的‘物化法官”等。基于此，有必要克服行业中存在的问题和不足，以加强对测量技术的研究并更好地服务社会。仪器仪表是信息产业的一个组成部分，已在许多行业中使用，并且使用越来越广泛，在促进国民经济发展和技术创新方面有着不可估量的作用，尤其运用到工业生产中，将仪器仪表与测量技术、数字测量技术、自动化技术等完美结合起来，很好的适应工业生产的需求。我国对促进测量控制和测量技术的长久发展给与了极大的关注，制定了相关的政策以便推动仪器仪表行业的发展，在我国相关政策的积极推动下，仪器仪表和测量技术广泛应用的各行各业，并取的一定的成绩。

2 测量控制与仪器仪表技术的应用现状

2.1 测量技术的应用方向

随着测量控制与仪器仪表技术的应用领域逐渐增多，使用越来越广泛，如工业自动化仪表和控制系统、电子与电工仪器、科学仪器、医疗仪器、各类专业仪器、传感器和仪器仪表器件等，每一种仪器仪表的应用并不是孤立进行的，而是存在着或多或少的交叉和渗透。工业仪表和控制系统在诸多的工业生产中已被广泛使用;电子与电工测量仪器常用在监测相关参数的工作领域;科学仪器常在从事教学实验、科学研究、物质分析和安全监测等方面的工作领域;医疗仪器不用做过多介绍，自然是用于生命科学研究和临床医疗的诸多方面，除此之外，一些特殊的测量仪器还用于环境保护，气象，海洋，农业等方面，这些领域的测量仪器的结构虽然具有独特性，但其原理和应用方法与其他测量仪器是基本相同的。测量控制与仪器仪表行业的长足发展，需要以仪器仪表的基本理论和技术为发展基础，在未来的发展中，可以将其作为重点研究的方向。

2.2 测量技术的应用现状

（1）规模较小

我国的测量控制和测量设备的发展现状总体上取得一些成绩，有长足的进步，但存在一些问题，如其规模小，产值低，与一些发达国家相比，还存在着一定的差距。由于行业的根本发展在于行业和企业的产值，因此为了确定测量技术的发展方向和发展重点，并尽快实现国际一体化，必须在现有基础上加大研究和使用的投入。

（2）缺乏创新性

创新性对任何行业领域都至关重要，仪器仪表技术创新水平低是制约我国测量仪器发展的一个重要因素。在国际惯例的通常标准下，仪器仪表有一个大概的更新期限，即在2至4年之间，而经销商销售的主要目标是最近五年的研发产品。然而，我国所有的仪器仪表产品中有很多是老旧仪器，一些产品的更新年限为十年，这是相关企业给出的更新年限，更新速度较慢，缺乏自主研究动力，使其自主能力创新是较弱的，造成如此局面的直接原因是研发投入和创新人才的缺乏，根究相关数据统计我国科研创新投入的占比在3%到5%，低于发达国家投入，这是影响产品创新和研发的最主要因素。还有一些企业领导对人才的培养和使用没有引起足够的的重视，这些因素导致了整个生产企业创新能力较弱。

（3）质量不过关

影响行业发展的一个很关键的因素就是产品质量较差，不但阻礙了行业的发展，并且还限制了测量技术实用性。所以，在产品开发过程中，要充分分析产品的稳定性和可靠性以保证产品的质量，除此之外还要适当引入将信息技术和自动化技术有效集成的先进新技术，如此一来便可极大程度确保产品的生产质量。然而，我国的实际情况是，国内产品往往无法满足市场对产品质量的需求，大部分的大型的、极其先进的设备都是通过国外发达国家进口而来，这导致我国的测量技术产业化形成被动局面。

3仪器仪表数字化系统技术

3.1 嵌入式技术

随着工业自动化设备和仪表嵌入式技术的引入，可以有效地解决现代工业生产的需求，并在行业的数字化水平方面得到显著的提高。嵌入式系统软件和硬件可以协同工作，在设计软件系统之前，科学合理的对各项功能进行划分，并确保有效实施该功能是很有必要的，在此过程中检查问题，并立即解决。通常情况下，自动化仪器一般使用8位或16位微控制器，并且随着工业仪器要求变得逐渐复杂化，微控制器需要做的业务量也大大增加。嵌入式DSP可以代替传统的微控制器，从而可以有效地改善处理器的功能。与此同时，嵌入式操作系统可以保证硬件和软件的运行需求，更好地保证系统的运行效率。

3.2 多功能集成技术

以往的工业自动化设备和仪表功能相对单一，所测量的内容主要在温度，流量和压力等参数上得以体现。将数字仪器和仪表从单一功能向集成到控制，计算和其他功能的一体化方向发展，可以更好的满足行业发展需要，顺应行业发展趋势。随着数字化的发展，通过使用数字设备和仪表，可以全面分析许多感官信息，实现各种信息的有效融合，并为生产控制活动提供数据支持。多功能集成设计，可以使用户无需分析现场设备的运行状况以及设备之间的差异，仅需要了解控制室内中每个设备的运行状况，以及与系统相关的情况即可。在实际的需求中调整参数，就可以确保生产设备在最好的状态下进行生产工作，并及时解决操作问题，以杜绝安全生产事故。

4 测量控制与仪器仪表技术未来发展方向

鉴于我国测量控制和仪器仪表技术的现状，为了有效地确保产品的稳定性，可靠性，适应性，并积极迈进国际水平行列，有必要加大对相关人员的培训，并加大创新投入。在不断改进产品的技术指标和功能的同时，将科研成果进行产业化和推向市场，加速小型化和智能化设备的开发，并能够实现仪器与测控单元的独立、嵌入、联网使用的基本要求，还可以大大扩展测控范围，向全球化，三维转换，进一步推动了测控技术的发展，更全面的、更好地满足生产过程中的需求。在分析不同类型的传感器，组件和相关材料的基础上，要充分加强对新技术的研究以及对弱信号检测，传感和融合技术的研究，以扩展仪器的使用范围，开发灵敏度，高选择性和高可靠性的产品，以实现工业自动化设备和控制系统的更深层次的创新与开发。

总结语

在我国测量控制与仪器仪表技术的发展中，发现不足，并从加大科研投入、加大创新人才培养等方面进行行业的改善工作，以促进我国仪表仪器测控技术水平发展，缩小与发达国家的差距。

参考文献：

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