測量控制與儀器儀表的發展趨勢

數字技術的出現把模擬儀器儀表的測量控制精度、靈敏度、速度及可靠性提高了幾個量級，為實現測量控制自動化打下了良好的基礎。計算機的引入，使儀器的功能發生了質的變化，從個別參量的測量轉變成測量整個系統的特征參數，從單純的接收、顯示轉變為控制、分析、處理、計算與顯示輸出，從用單個儀器進行測量轉變成用測量系統進行測量。

90 年代，測量控制與儀器儀表科技的突破性進展是儀器儀表智能化程度的提高； DSP 芯片的大量問世，使儀器儀表數字信號處理功能大大加強；微型機的發展，使儀器儀表具有更強的數據處理能力和圖像處理功能；現場總線技術是九十年代迅速發展起來的一種用于各種現場自動化設備與其控制系統的網絡通信技術， Internet 和 Intranet技術也將進入控制領域。

現代儀器儀表產品將向著計算機化、網絡化、智能化、多功能化的方向發展，跨學科的綜合設計、高精尖的制造技術使它能更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對象的信息。

未來 10 年，更高程度的智能化應包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數值、邏輯與知識的結合分析結果。利用物理學的新效應和高新技術及其成就開發新型高靈敏度、高穩定性、強抗*力傳感器技術和測量控制儀器儀表。如：利用高溫超導量子干涉器（ SGUID ）開發計量測試儀器、物理學測試儀器、地學和地質學儀器、化學分析儀器、醫學儀器、無損材料檢驗儀器等。利用橢偏技術來檢測光纖、光學玻璃等，它與近場光學相結合，不僅可以測量表面精細結構，同時根據近場光學反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料，這是目前實驗研究新探索。將可調諧穩頻激光光譜儀的技術用于高精密的幾何量與機械量和多種無形態量的測量，開發新一代微型光纖激光干涉儀，它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍，分辨率可達 10nm ；它還可用于稱重，研制新型電子天平、高分辨率的壓力計等。發展納米測量技術，建立納米計量測試標準，這是當今在計量與測量技術研究中十分活躍的課題。由于以信息技術為代表的高新科學技術的突飛猛進，科學分析儀器正在經歷一場革命性的變化，傳統的光學、熱學、電化學、色譜、波譜類分析技術都已從經典的化學精密機械電子結構、實驗室內人工操作應用模式，轉化為光、機、電、算（計算機）一體化、自動化的結構，并正向實時的現場、在線方向和更名副其實的智能系統發展（帶有自診斷、自控、自調、自行判斷決策等高智能功能）。

促進科學儀器的工作原理、設計思想、設計方法發生明顯變化的關鍵技術主要有：

（ 1 ）微分析技術即分析儀器的微型化和微量化，其共性技術有微控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、微光學系統、微傳感器等，應用上述技術的分析儀器有微流控制芯片、芯片實驗室、微近紅外光譜儀等。

（ 2）新型生物、化學傳感技術，將生物芯片技術，新型化學傳感技術，智能傳感器技術應用于分析儀器的研制。

（ 3 ）成像技術包括廣義成像，納米級超高分辨成像，圖像信息處理等，具體的領域有核磁共振技術、圖像自動分析及綜合技術、光譜成像技術、近場光學成像技術等。

（ 4 ）儀器的聯用技術，通過信息分離、軟件接口技術，實現多學科技術間的聯用，以實現復雜系統的痕量成份分析、結構分析、形態分析等綜合分析，如：色譜—質譜聯用、色譜—光譜聯用等。多臺儀器、多個實驗室結合的綜合分析管理系統（ LIMS, Laboratory Information ManagementSystem ）已經推廣應用；儀器可以上網、制造廠商可與用戶或用戶之間實現信息交流，廠商對用戶正在使用的儀器進行遠距診斷、指導正確使用或提出維修指導，各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進行數據、情報共享、儀器的遠程校準和量值溯源等已指日可待。

測量控制與儀器儀表在生物、環保、醫學等有關人的生存、發展領域的應用日新月異，現代高科技軍事方面的發展也促進了測量控制與儀器儀表的應用拓展，靈敏、準確的現場毒物檢測、生命保障任務也大大擴大了測量控制與儀器儀表的應用領域。