电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势分析

唐晓花 蔡伊彬 魏亮 潘晗 上海市计量测试技术研究院

一、电子测量的特点

（一）测量范围广

随着电子技术的不断进步，许多新的电子元件横空出世。这些测量对象在数量级上具有不同的数值，老的测量仪器有时无法满足其测量要求。现代电子技术的应用使测量范围比以前更宽，以电子电压表举例，它能测量100μV～300V的电压，可分为12个挡位。

（二）响应速度快

机器的测量速度最能体现电子测量的重要性，测量色环电阻时，如果人为取值需要计算，往往很慢，而如果通过电子欧姆表，就能瞬间得出结果。由于电子测量是利用电磁波与一些电子运动用于测量，所以测量速度非常快，提高了测量效率。

二、电子测量技术和仪器的重要性

测量技术的发展带动了电子测量技术及仪器的升级发展，再加上数字处理技术、传感器技术、计算机技术及通信技术的综合交叉应用，针对被测量对象的参数获取及分析，可以使用电量、非电量及光量等形式完成数据的测量与传输。电子测量技术及仪器已经应用于多个行业领域，是行业创新及科技进步的助推器。电子测量技术及仪器能高效完成各类参数的测量及分析，极大方便了日常的生产生活。例如，在工业生产过程中，一些生产精度高的产业类型，如数控机床加工生产时，以电子测量技术为依托的激光测量设备一方面能够检测机械器件的参数精准度，可以有效提高数控机床的生产速度。再比如在无线通信领域内测量速率及噪声特性时，电子测量技术可以与无线通信技术交互融合，在达到预期测量目的的同时，还能够为无线通信系统及技术创新提供新思路。

从更为宏观的经济层面看，电子测量技术及仪器已成为参与工业生产的重要组成部分，对社会经济的带动及辐射作用极为显著。电子测量技术及仪器是国家经济实力及科技实力的参考指标之一，随着电子相关配套技术的发展，电子测量技术及仪器会促进社会技术变革，进而保障社会经济的平稳运行。

三、电子测量技术和仪器的发展模式及未来趋势

（一）电子测量技术和仪器的数字化及智能化

当前，世界正处于信息时代，各种高端科技产业不断涌现和发展，电子测量技术和仪器仪表已进入数字化发展模式。借助于软硬件，电子测量技术可以更科学、更有效地解决开放式建筑的结构问题。例如DSP技术与密集的数据运算相结合，可以完成IIR滤波信号和FIR滤波信号的解码，从而对机械电机、电源测试等场合的噪声和干扰信号进行准确的测试和滤波。

随着嵌入式电子测量技术的不断发展，尤其是在微型电子测量仪器不断向智能化转变的条件下。从早期开始，电子测量技术和仪器主要进行模拟电路设计。后期，电子测量仪器开始大力发展电路开发和微模板设计。特别是在计算机软件的帮助下，电子测量仪器的数据输入和输出更加快速、准确，满足了测量的特殊要求。在实践中，电子测量仪器的智能化开发模式和数字化模式在性能、信息交换、信息精度、信息更新等方面逐渐显示出其技术优势。目前，现场总线技术日益完善，电子测量仪器也增加了对被测对象和设备的维护和诊断功能。

（二）电子测量技术和仪器的模块化

电子测量技术与仪器的模块化开发模式是指功能区的集成设计、总线接口的形成以及与电子测量系统的连接，从而实现电子测量技术和仪器功能模块的高效配置和实时更新。电子测量仪器的模块化设计主要围绕总线接口技术进行。一方面保证了电子测量系统能够兼容软硬件资源。另一方面优化硬件体积，实现硬件协同升级。实现电子测量技术和仪器的创新，总线接口技术的升级是可行的途径之一。采用模块化开发模式，可以支持和进一步开发电子测量系统的一些新功能，充分发挥电子测量技术和仪器在现场配置实践中的应用价值。

（三）扩大重要电子测量仪器的应用范围

随着测量技术的发展，越来越多的电子仪器将被应用于测量过程中。综合测试技术强调整体性和统一性。在传感器信息处理技术和多传感器数据融合技术的支持下，矢量网络分析仪等重要电子测量仪器将产生自动测试和自动测量技术，突破原有的线性网络应用领域，并在大电网试验和非线性试验中发挥作用。在大面积的现场测试中，电子测量技术与分布式网络互联技术、同步技术、触发技术、可重构测控系统技术相结合，可以大大拓展电子测量仪器的测试应用场景。

（四）电子测量技术与仪器的通用化与虚拟测试

在未来的发展趋势中，电子测量技术和仪器将围绕核心技术进行改造和升级，从模块化、智能化向通用化方向发展。以往在测量软件的开发和应用过程中，受到仪器硬件测量性能的限制。未来电子测量仪器将实现测量功能的多样化和多场景通用化。电子测量技术和仪器的推广主要靠平台化来支撑。在CORBA和com语言平台等开发软件平台的指导下，电子测量技术将在控制方式、结构和功能模块上发生新的变化。不同类型的测量参数将被集成并放置在同一功能模块中。同时，电子测量对象和参数将保持数据和设备的独立性。在电子测量中，根据测量对象调整参数，实现电子测量技术和仪器测量的通用化。

电子测量技术与仪器的虚拟测试主要是指应用数字技术进行虚拟测试，形成测量对象的数据模型。与通用电子测量技术的测量结果相比，虚拟测试模式优化了测量过程和参数结果。电子测量技术和仪器的虚拟测试趋势凸显了该技术的实用性，可以有效地应用于机械设计和工程建设领域。

四、结论

电子测量技术及仪器的创新发展与信息技术的发展息息相关，随着各类技术的功能不断完善，电子测量技术在测量参数及参数测量的适用方面需要更加灵活、快捷和精准。在实践中，应认识到电子测量技术及仪器的重要性，立足我国社会经济及科技的发展，预判电子测量技术及仪器未来的发展趋势及方向，不断推进电子测量技术及仪器的发展进程。