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电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势

所属栏目:电子技术论文 发布日期:2021-11-09 10:03 热度:

   电子测量技术和仪器具有数据精度高、测量速度快等应用特点,在经济、工业、科研等众多领域具有重要的应用价值与发展前景。据此,有必要对电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势进行分析研究。

电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势

  1 电子测量技术和仪器的重要性

  从本质上讲,测量即基于某种量化规律,以数据形式描述现实事物或现象的行为过程。因此,测量数据的精准度与可靠性,直接决定了其对现实事物或现象的描述质量,即测量行为的有效价值。基于此,电子测量技术和仪器的出现与发展,直接带动了测量方式、测量理念的变革,进而从测量数据精准度与利用价值的提升角度,推动了现代社会中建筑施工、商品生产、环境监测、生态保护以及科学研究等多个行业领域的进步,为社会经济整体的繁荣发展作出了巨大贡献。

  电子测量技术和仪器由现代测量原理产生,并在发展过程中融入了信息技术、传感技术、通信技术、转化技术、定位技术等多种先进技术,结合了耐高温、抗干扰、纳米材料等多种材料工艺,进而形成持续强化的性能趋势。同时,在漫长的发展中,电子测量技术和仪器也基于应用行业、测量环境的不同,表现出了专业化、多样化的应用特点,在为各行业提供工作便利的同时,促进了各行业的技术变革与结构优化,进而推动了现代社会文化水平、科技水平等全方面的积极发展。例如,将无线通信测试仪、射频传导测试仪等测量仪器应用到无线通信领域当中,可通过测量信号传输的速率和质量,确定出影响无线通信活动的主要因素,从而促进无线通信技术及设备的优化改良与迭代更新;将激光检测技术、光栅检测技术等电子测量技术应用到机械加工领域当中,可实现产品形态的精确控制及切削刀具的标准引导,从而极大限度地提升数控机床的加工质量,为各类机械元件的精细化生产提供了支持;将气象雷达、无源雷达等电子测量仪器应用于航海领域当中,可辅助相关人员完成海上气象环境的综合分析,进而保证航线的安全性与准确性,实现航海风险的合理规避。

  除此之外,电子测量技术和仪器作为现代工业的发展要素,还对国家整体的经济潜力与综合国力具有重要影响。据发达国家的相关研究指出,电子测量技术和仪器与国民经济之间的关联度已由上世纪的5%以下增长为了现在的50%以上,甚至在一些国家达到了90%的高度。目前,中国虽已在信息技术、材料技术、通信技术、航空航天技术等领域取得了突破性的研究进展,但中国电子测量仪器的高端市场仍存在国外产品的垄断问题。现阶段,中国通用电子测量仪器市场的年销售额在600亿元左右,其中进口设备的销售额就至少高达400亿元以上。基于这一市场情况,中国科技部于2017年发布了《"十三五"先进制造技术领域科技创新专项规划》,将高端智能测量仪表的设计、精确自动补偿、生产工艺以及装配等研究项目纳入到了"十三五"期间的重点任务范畴当中。由此可见,电子测量技术和仪器不仅是推动社会发展、促进行业变革的工具基础,同时也是衡量综合国力、开拓国家潜能的科技关键。所以,为了促使中国在国际市场竞争中立于不败之地,必须要加强电子测量技术和仪器的自主开发能力与市场运行水平。

  2 电子测量技术和仪器的发展趋势

  2.1 电子测量技术和仪器向着模块化的方向发展

  实现电子测量技术和仪器的模块化发展,既有助于提升相关硬件设备与软件程序的兼容性,也有助于实现电子测量仪器的轻量化、精细化,进而更加便于测量人员的携带、安装和操控。同时,技术应用与仪器设计的模块化,也就意味着功能上的开放化。在模块化发展的视域下,电子测量技术和仪器将保有更加灵活、开放的数据接口与功能空间,进而随着测量需求的不断丰富,实现相关技术限制、仪器缺陷的补充、维护与升级。

  从当前来看,电子测量技术和仪器实现模块化发展的主要方式,就是建立嵌入式系统。在社会科技日新月异的今天,小到手机、PDA、掌上游戏机等小型电子设备,大到电冰箱、电子医疗仪器、电动交通工具,再到未来的智能型民用建筑、智能型办公设施,全都缺少不了嵌入式系统的参与。简单来讲,所谓"嵌入式系统"的应用,就是在计算机设备基础系统的内部,嵌入其他系统的专用软件或硬件,进而达成集成系统功能、提高设备价值的目的。例如,将相机构件与相机程序嵌入到手机设备的主体结构当中,手机在通话、收发信息等基本功能的基础上,便保有了拍照、摄像等新功能。同样,将电子测量技术模块和仪器构件嵌入到相关计算机设备当中,便可实现测量功能的系统加持。例如,在中国林业领域当中,便有将电子测绘技术与卫星定位技术嵌入到PDA掌上电脑系统的先例。在嵌入相关电子测量技术和仪器后,相关人员可依据PDA系统中预设出的地图与路线内容,在林区当中进行精确化的测量作业,并实时记录林木种类、林木数量、位置标记等信息,并通过PDA反馈给远程终端系统,进而实现测量质量与工作效率的显著提升。鉴于此,在未来的技术发展当中,电子测量技术和仪器必将嵌入到更多行业的设备系统当中,以模块化姿态发挥出高质高效的作用价值,为各行各业的快速发展推波助澜。

  2.2 电子测量技术和仪器向着虚拟化的方向发展

  现阶段,中国大多数行业已实现了数据化、信息化的工作方式转型,使得模型建构成为了人们日常应用的技术手段。在此背景下,电子测量技术和仪器也势必向着虚拟化的方向发展。简单来讲,所谓电子测量技术和仪器的"虚拟化",即摆脱掉传统中专用硬件设备的束缚,将计算机设备作为测量技术的硬件平台,进而完全通过软件进行测量操作。在虚拟化的应用过程中,电子测量技术所对应的测量对象,也将是模型、图形、数据等信息内容,而非现实世界中的真实事物。在执行测量任务时,相关人员可通过点击计算机系统中图标的方式,唤醒虚拟化的测量仪器,随后可操作计算机设备,对相应的数字化模型展开测量采集与测试分析。

  与传统的电子测量技术和仪器相比,虚拟化的电子测量技术和仪器更加具有互联性,即可实现测量对象与测量环境的整体作用,进而通过相应的操作程序与运算方法,得出更具实用价值的测量数据。同时,由于不会受到专业硬件设备的限制,相关人员可自主进行测量标准、测量角度、测量方式的控制变换,并借助运算程序、评估程序的支持,将测量结果直接显示到计算机界面当中。此外,由于虚拟化电子测量技术和仪器的测量对象、测量过程与测量结果完全数字化,相关人员还可对整体测量活动进行记录存储、打印输出与上传分享,进一步提升测量数据的应用效率与应用价值。因为虚拟化电子测量技术和仪器的整体应用流程无需在系统以外的环境中进行,其涉及的影响因素也相对较少,所以还具有故障率低、风险性小的特点。因此有理由相信,在未来的发展当中,电子测量技术和仪器必将在虚拟化道路上越走越快、越走越远。

  2.3 电子测量技术和仪器向着顺应化的方向发展

  随着中国科技、文化、经济等综合水平的快速提升,以及人民群众日常需求的变革发展,在未来势必会有更多、更新的行业类型与知识领域产生出来,在社会中扮演着不可或缺的重要角色。此时,电子测量技术和仪器作为各类高端技术的形成基础,也势必会融入到这些新的行业类型与知识领域当中,电子测量技术和仪器的顺应化发展趋势便由此形成。具体来讲,电子测量技术和仪器的顺应化主要表现在以下两个方面。

  2.3.1 行业领域的顺应化

  2018-12-29,中国信通院、工信部、人民日报社等多个单位部门联合举办了主题为"军民融合催生自主核心技术"的第十七届中国经济论坛。在论坛会议中,企业、学界、管理等多方人员围绕包括测量技术在内的信息技术未来发展展开了讨论,并提出了自主打造高端电子测量仪器仪表,为国防军工、武器装备生产、民用通信等多领域提供支持服务的新目标和新构想。由此可见,电子测量技术和仪器的应用开发并不仅限于经济市场及民用领域,其在军用领域亦承担着重要的技术职能和发展需求。因此,电子测量技术和仪器在未来的发展路途当中,必须要实现全社会、多领域的顺应化发展,致力于达成最高水平的军民融合与科技创新。

  2.3.2 应用环境的顺应化

  电子测量技术和仪器主要通过电磁波信号、光信号、电信号等信号形式实现数据采集,会受到外部环境的干扰影响。因此,为了提升电子测量技术和仪器的应用效果,在未来发展中还应融入更高水平的屏蔽、滤波、隔离、接地等抗干扰技术,以适应不同的应用环境,保障测量数据的精确性与完整性。

  3 总结

  综上所述,电子测量技术和仪器在推动行业发展、社会进步与国力提升中扮演着极为重要的角色。在未来的实践与研究当中,电子测量技术和仪器势必与社会呈现出同步化甚至超前化的发展趋势,进而通过与计算机系统、专业领域需求、抗干扰技术等要素的有机融合,实现测量工作便捷性、精准性、现代性的持续强化,发挥出应用价值的最大化。

  参考文献

  [1]高龙电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势[J].化工管理, 2019(5):19-20.

  [2]J月林。电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势[J].电子测试, 2019(1):101-102,108.

  《电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势》来源:《科技与创新》,作者:佘艳,林晨

文章标题:电子测量技术和仪器的重要性及发展趋势

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