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源、微分光光学系统、微传感器等,应用上述技术的微分析仪器如:微流控制芯片、芯片实验室、微近红外光谱仪等。 (2)生物、化学传感器包括新型传感技术在分析仪器中的应用,将生物芯片技术,新型化学传感技术,智能传感器技术应用于分析仪器的研制。
(3)成像技术包括广义成像,纳米级超高分辨成像,信息处理等,具体的领域有:核磁共振技术、图像自动分析及综合技术、成像光谱技术、近场光学成像技术。
(4)仪器的联用技术通过信息分离、专用软件接口技术,实现多种科学技术间的联用以实现复杂系统的痕量成份分析、结构分析、形态分析等综合分析,如:色谱—质谱联用、色谱—光谱联用等。多台仪器、多个实验室结合的综合分析管理系统(LIMS, Laboratory Information Management System)已经推广应用;仪器可以上网、制造厂商进行远距诊断、指导正确使用或提出维修指导,各同类仪器用户或相同分析工作用户直接进行数据、情报共享,仪器的远程校准和量值溯源等已指日可待。分析仪器在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异,现代高科技军事方面的发展也促进了分析技术和分析仪器的应用拓展,灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了分析了仪器的应用领域。
根据上述仪器仪表国际发展的趋势,可以十分清楚的看出现代仪器仪表发展具有以下主要特点:
①、技术指标不断提高
就如奥林匹克运动的口号是更高、更快、更强一样,仪器仪表在提高检测控制技术指标上是永远的追求。以仪器仪表和测量控制的技术范围指标来说,如电压从纳伏~100万伏;电阻从超导至1014Ω;谐波测量到51次;加速度从10-4—104g;频率测量至1010HZ;压力测量至108Pa;温度测量从接近绝对零度至1010℃等。以提高测量精度指标来说,工业参数测量提高至0.02%以上,航空航天参数测量达到0.05%以上,计量精度和科学仪器达到的精度更是与时俱进。以提高测量的灵敏度来说更是向单个粒子、分子、原子级发展。提高测量速度(响应速度),静态0.1~0.2ms,动态为Lμs。提高可靠性,一般要求为2~5万小时,高可靠要求25万小时。稳定性(年变化)<±0.05%(高精度仪器)或<±0.1%(一般仪器)。此外还不断提高产品环境适应性。
②、最先应用新的科学研究成果,高新技术大量采用现代仪器仪表作为人类认识物质世界、改造物质世界的第一手工具,是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。人类很早就懂得“工欲善其事,必先利其器”的道理,新的科学研究成果和发现如信息论、控制论、系统工程理论,微观和宏观世界研究成果及大量高新技术如微弱信号提取技术,计算机软、硬件技术,网络技术,激光技术,超导技术,纳米技术等均成为仪器仪表和测量控制科学技术发展的重要动力,现代仪器仪表不仅本身已成为高技术的新产品,而且利用新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技术成果集成的装置和系统层出不穷。
③、单个装置微小型化,智能化,可独立使用,嵌入式使用和联网使用
测量控制仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品,不断向微小型化、智能化发展,从目前出现的“芯片式仪器仪表”,“芯片实验室”等看,单个装置的微小型化和智能化将是长期发展趋势。从应用技术看,微小型化和智能化装置的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
④、测控范围向有关工作方式立体化、全球化扩展.测量控制向系统化、网络化发展
随着测量控制仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展,仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式,它必然向测控装置系统、网络化方向发展。例如一个大型水电站的测控系统,仅检测大坝安全性的传感器就达数千个,此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点(I/O测控点)将超过万点,要达到大型水电站的正常发电和送电,必 须将各个测控点的测控装置形成网络化结构,形成一个有机的测控网络系统;又例如卫星测控系统,人造卫星上配置的各种传感器就达到数千,它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控子系统,然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
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