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1、1电子测量课程调研报告电子测量技术现状及电子测量技术现状及 发展趋势发展趋势2摘要摘要本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势，总结了电子测量技术与其他测量技术相比的特点，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的建议。关键词关键词：电子测量技术 现状 发展 差距AbstractThe paper discusses the present situation and the overall development trend of electronic measurement technology, summarized the character
2、istics of electronic measurement technology compared with other measurement technology, this paper expounds the electronic measurement technology in China with the international advanced technology level gap, and then puts forward some Suggestions of development of electronic measurement instrument
3、technology. Keywords：Electronic measurement technology ; Status quo ; The development ; The gap 3一、引言一、引言电子测量是泛指以电子技术为基础手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的产物。英国科学家 A H 库克（cook ）说：“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的物质世界，通过测量把这些知识变成数字语言，然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统；通过测量，可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质；世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需，方便的测量是敏捷的通讯和有效的
4、组织所必需。 ”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从远古时代发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天，没有测量技术的作用是不可想象的。电子测量除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外，还可以通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量，这种测量方法往往更加方便、快捷、准确，有时是用用其他测量方法不可替代的。因此，电子测量不仅用于电学这专业，也广泛用于物理学，化学，机械学，材料学，生物学，医学等科学领域及生产、国防、交通、通信、商业贸易、生态环境保护乃至日常生活的各个方面。近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量
5、和测量仪器增添了巨大活力。电子计算机尤其是尤其是微型计算机与电子测量仪器相结合，构成了一代崭新的仪器和测试系统，即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统” ，它们能够对若干电参数进行自动测量，自动量程选择，数据记录和处理，数据传输，误差修正，自检自校，故障诊断及在线测试等，不仅改变了若干传统测量的概念，更对整个电子技术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。现在，电子测量技术（包括测量理论、测量方法、测量仪器装置等）已成为电子科学领域重要且发展迅速的分支学科。二、电子测量技术现状二、电子测量技术现状现在人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性，国内测试技术也已有了很大的发展，现在已基本上采用
6、了标准化、模块化设计体制。已从 CAMAC、PC 总线、STD 总线向VXI、PXI 总线发展，从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展，并先后研制出国产化 VXI 模件、VXI 测试系统及 PXI 系统，使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能，但在实用的自动测试系统中，尤其在武器系统的测试中，缺少实用的人工智能测试技术，故障诊断水平低、实用性差、网络化水平低。 从测试体制的变革方面，国内尚没有边缘扫描技术和完善的智能内装测4试系统。因此，与国外存在比较大的差距。近年来中国测量技术的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改
7、观。测试技术行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土测量技术取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过 30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。 拥
8、有中国该领域唯一重点实验室的中国电子集团公司第 41 研究所，凭借着本土测试领域的龙头地位，通过属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司，成功地实现了由技术到产品的转化，开发出了多款具有很高技术水平的产品。该所研制出的高纯微波合成信号发生器、微波噪声系数分析仪、便携式射频频谱分析仪、2.5Gb/sSDH/PDH 数字传输分析仪、高性能的光通讯设备，包括光谱分析仪和高性能微型光时域反射计，还有高速数字示波器等，目前都已经形成比较完整的产品系列。其中 AV1489型高纯微波合成信号发生器采用全正向设计方法，突破了高纯度微波频率合成等多项关键技术；AV3984 型微波噪声分析仪突破了智能微波噪声源等多项关
9、键技术；AV4022 型便捷式射频频谱分析仪突破了小型化设计与制造等关键技术，还有高性能的 AV3600 系列的宽带矢量网络分析仪，DT 系列数字电视码流实时检测仪等。另外，该所还与海信集团一道，研制出了数字电视全部四个层次上的测试仪器。无疑这对中国的数字电视产业的发展将起到很大的推动作用。这些仪器除了能解决所有通用协议分析外以及物理层的各种指标的测试外，还有一个很重要的特点，就是结合中国数字电视标准和特点，保留了很好的可升级性。三、电子测量技术特点及应用三、电子测量技术特点及应用随着电子技术的不断发展，测量的内容愈来愈多，通常包括以下几个方面： 电能量的测量，包括对于电流、电压、电功率的测量
10、； 信号的特性及所受干扰的测量，例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等； 元件和电路参数的测量，例如电限、电感、电容、电子器件（电子管、晶体管、扬效应管等）的测量，集成电路的测量，电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减5和增益等的测量。 随看电子技术的发展，由于电子测量技术的许多无可比拟的优点，许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号，再利用电子技术进行测量。例如，高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量，都可以通过这种方式进行测量电子测量除了对电参数进行稳态测量以外，还可以对自动控制系统的过渡过程及频率特性进行动态测
11、量。例如，对一个轧钢的电气传动系统通过模拟计算机可以自动描绘出动态过程曲线；对于化工系统的生产过程进行自动检测与分析等。与其它的测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点： 测量频率范围极宽，电子测量能工作在这样宽的频率范围，这使它的应用范围很广。 量程很广，由于所测量的大小相差极大，要求测量仪器的量程也极宽同一台电子仪器，经常能做到量程宽达很多数量级。例如一台普通的欧姆表，可以测出几欧姆至几十兆欧姆的电阻，量程宽达六、七个数量级。电子计数器的量程更宽，可达 17 个数量级。量程宽正是电子仪器的突出优点。 测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多。特别是对频率和时间的测量，由于采
12、用了原子频标和原子秒作为基准，使误差减小到极小量级，这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。电子测量准确度高，正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。例如发射人造卫星的控制和遥测系统，如果不够准确，最后一级火箭的速度有千分之二的相对误差，卫星就会偏离预定轨道一百公里。 测量速度快电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的，因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。 易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测，而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果，电子测量的显
13、示方法也比较清晰、直观，例如发光二极管直接数字显示，便于直接给出结果；荧光屏示波方法，便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯或替铃显示。 易于利用计算机，形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的测量结采和它所需的控制信号都是电信号，这非常有利于它宵接或通过 A/D、D/A 变换与计算机连接，现在随着微型计算机功能的提高和成本的降低，就可以在不增加仪器体积和不明显增加成本的情况下，使测量仪器的性能发生很大的飞跃，使它具有高性能、多功能的特点。由于以6上电子测量技术的一系列特点，使它广泛应用于自然科学的一切领域大到天文观测、宇宙航天，小到物质结构、基本粒子，从复杂
14、深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门，都越来越多地采用了电子测量技术和设备。电子测量技术的发展是与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动的一方面电子测量技术的发展为自然科学特别是电子学的研究、实验、分析和检验提供了条件，另一方面自然科学的发展特别是电子科学技术的发展向电子测量技术不断提出新课题。同时，近代电子学、计算科学、物理学和材料学等的发展又反过来为电子测量提供了新理论、新技术、新工艺、新材料、新器材，形成了相辅相成不可分割的关系。 四、我国与国外电子测量的差距四、我国与国外电子测量的差距我国电子测量仪器行业取得了很大进步，但与国外厂商相比差距仍然很大，主
15、要体现在以下几方面： 1.数字化电子测量仪器的普及率尚待提升。 “数字化时代”已经到来， “数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志，关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低，如果对此重视不够，一个国家将失去在技术上的领先地位。 2.总线技术差距很大。VXI、PXI、LXI、U 接口、总线技术在电子测量仪器中已经发展到很高水平。目前，有三个趋势推动测试测量行业的发展：第一，要有系统就绪的硬件，即模块化的产品，可以很快构建一个系统。第二，要有基于标准的与 PC 兼容的输入输出接口，以及输入、输出驱动程序，可以基于局域网，也可以基于互联网。第三，要有灵活的软件解决方案，不论客户需要的是 Exc
16、el 界面、是文字界面都可以给客户灵活的选择。国际 LXI（LA eXte io for I trument）联盟的产生，就是为了迎合这个变化。国外企业已经开发出 LXI 总线产品，国内一些大学已开始研究，国内电子测量仪器尚未涉及，如果涉及太晚，将会再一次拉大我国电子测量仪器与国际技术水平的差距，因此我国电子测量仪器企业应该尽快启动 LXI 总线技术在电子测量仪器中的应用。 3.软件技术。电子测量仪器没有软件技术，就好像我们的电子测量仪器还处于“冷兵器”时代，然而软件技术在我们的电子测量仪器中还远远没有体现出来，这一点不解决我们的电子测量仪器就永远不是现代水平的电子测量仪器。 4.模块化。这是国际电子测量仪器发展的方向，实际上模块化与总线技术、软件技术是三位一体的，并不是“机械式”的模块化，其难度不亚于总线技术和软件技术，在我们的电子测量仪器企业中还没有很好地启动。 75.集成技术。电子测量仪器硬件，即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术，在电子测量仪器中是其重要的核心技术，它与
