淺析電子儀器與測量技術的應用及發展

摘 要：本文對電子測量儀器與電子測量技術，在經濟發展和技術進步中的重要性進行了分析和討論。本文首先對電子測量的對象及其應用特點進行了介紹，然后重點對其應用場景和重要性進行了討論，最后對其發展前景做了分析。

關鍵詞：電子儀器 測量技術 應用 發展

信息技術的發展拓展了參數測量的應用場景，提升了對參數測量的應用需求，為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測量結果，電子儀器與測量技術一起得到了飛速的發展。完善有效的測量方法，配合先進的測量設備逐漸成為專業測量的主要實現方式。

一、電子測量的特點

（一）電子測量的對象

早期的電子測量主要是對被測量對象的電參數信號、傳輸特性、受干擾特性進行測量，之后隨著信息技術的發展，電子測量技術及其相關設備也被逐漸應用到其他內容的測量當中，如通過傳感器等設備將諸如機械物理量、熱物理量以及光物理量等轉化為量化的電信號量進行分析等。目前電子儀器與測量技術主要被應用的場景為：電能量信號的測量，如電功率、電壓與電流等；干擾量及干擾后的信號特性測量，如信噪比、頻譜、相位、失真度等；電路元器件測量，如電容與三極管的參數測量、集成電路的性能參數測量等。

（二）電子測量的優勢

現代電子測量儀器的應用拓展了參數可測量的范圍，現代測量技術的應用拓展了可被測量參數的種類，傳統測量方式下所無法獲得的測量，都可以通過相應的電子測量技術獲得高精度的測量結果。具體來說，應用電子測量技術和設備所具有的測量優勢主要體現在以下幾個方面。

1.能夠在更寬范圍內對參數進行測量。電子測量儀器的量程更廣，精度更高，量程數量級更大，可測量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測量設備的量程寬度可達到六至七個數量級，這是普通的歐姆表所無法達到的。

2.測量精度和測量準確度更高，測量速度更快。電子測量儀器對參量的測量主要是通過電磁波或電子運動來實現的，因而所能夠實現的測量精度和測量準確度更高，特別是在時間量和頻率量測量方面其優勢更為明顯。同時，相較于其他信號而言，電磁信號的速度更快，能夠在更短時間內獲得測量結果。

3.可進行在線測量和遠程測量。電子測量技術可以在相關儀器中添加多種類型的傳感器，這些傳感器可被放置于不便于停留或無法達到的區域對相關信號進行采集，若能夠集成到相關位置，還能夠在不改變被測量對象工作狀態的情況下實現不間斷在線測量，并將測量結果以有線或者無線的方式傳輸給接收端進行顯示、存儲或打印等。

4.便于計算機處理。電子測量所獲得的數據大多都是數字信息，這些信息更加便于在計算機端進行處理與分析，配合使用計算機能夠有效擴展被測量的應用范圍。

二、電子儀器與測量技術的應用重要性分析

電子儀器與測量技術以測量技術為基礎，吸收融合了計算機技術、數字處理技術、傳感器技術、通信技術等多種計數方式，可以將被測量對象或系統的參數以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進行處理和分析。電子儀器與測量技術已經在各行業各領域得到了廣泛的應用，是推動科技進步和科技創新的重要條件。

電子儀器與測量技術配合使用基本能夠實現對任何參數的測量，因而其應用場景非常廣泛，幾乎涉及到了人們生活與社會發展的各個方面。其測量結果對各項技術的發展具有指導意義。如對無線通信速率的測量以及空間噪聲特性的測量可以有效指導無線通信系統的技術革新；光柵、磁尺以及激光測量設備等在機械行業的應用推動了高精度數控機床產業的發展，使得越來越高精度的器件生產成為可能。

電子測量技術與儀器的發展更是同步甚至于超前其他技術進行發展的。統計資料顯示，二十世紀九十年代的發達國家中，電子測量技術與儀器所占的國民生產總值只有百分之四左右，但是其對整個國民經濟的推動作用卻占據了超百分之六十的份額，與國民經濟的關聯度達百分之九十。電子儀器與測量技術是國家綜合技術的客觀體現，是國民經濟發展的重要保障。

三、電子儀器與測量技術的發展前景

總體來看，電子測量儀器的未來發展方向主要集中在通用化與平臺化、模塊化、虛擬測試化等方面。通用化與平臺化是指現代測量儀器和技術正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉變，各種測量軟件和功能逐漸被集成到一臺測量儀器中，且測量對象與測量設備相互獨立，只需要根據測量需求適當的更改軟件功能即可實現單臺測量儀器的多參數、多用途測量。模塊化是指整個測量系統提供總線接口，各功能采用模塊化思想進行設計，在應用時可實現快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測量儀器的體積和重量，還能夠依照最新的測量技術和方案對測量系統進行更新或升級，使得整個測量儀器的兼容性更強。虛擬測試化是指應用虛擬測試技術對測量結果進行優化，對具體參數測量過程進行改進，增強電子測量技術的工程實用性，進而提升測量效率和數據測量進度。

（一）測量單元微小型化、智能化

測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規模和超大規模集成電路、計算機及專家系統等信息技術產品，不斷向微小型化、智能化發展，從目前出現的“芯片式儀器儀表”，“芯片實驗室”、“芯片系統”等看，測量單元的微小型化和智能化將是長期發展趨勢。從應用技術看，微小型化和智能化測量單元的嵌入式連接和聯網應用技術得到重視。

（二）測控范圍向立體化、全球化擴展，測量控制向系統化、網絡化發展

隨著儀器儀表所測控的既定區域不斷向立體化、全球化甚至星球化發展，儀器儀表和測控裝置已不再呈單個裝置形式，它必然向測控裝置系統化、網絡化方向發展。例如一個大型水電站的測控系統，僅檢測大壩安全性的傳感器就達數千個，此外各個發電機組狀態及水位情況的檢測控制點將超過萬點，要達到大型水電站的正常發電和送電，必須將各個測控點的測控裝置形成一個有機的測控網絡系統。

（三）便攜式、手持式以至個性化儀器儀表大量發展

隨著生產的發展和人民生活水平的提高，人們對自己的生活質量和健康水平日益關注，檢測與人們生活密切相關的各類商品、食品質量的儀器儀表，預防和治療疾病的各種醫療儀器是今后發展的一個重要趨勢。科學儀器的現場化、實時在線化，特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發展。

四、總結

隨著被測試系統和器件的發展速度越來越快、體積越來越小、應用場景越來越廣泛，人們對測量技術和測量儀器提出了更高層次的要求，促進了新技術和新方法在電子儀器與測量技術中的應用。電子儀器與測量技術的應用對整個社會的發展具有先導作用，代表著一個國家的科技實力，影響著社會經濟的發展速度。可見，正確認識電子儀器與測量技術的作用和功能具有重要的指導意義。

參考文獻：

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[2]刁振軍. 電子儀器自動校準與檢測軟件平臺研究與設計[D].西安工業大學，2010.

作者簡介：

焦玲利（1988-），女，漢族，河北省唐山市，大專，助理工程師，從事現場自動化設備的電子儀器與測量工作。