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現(xiàn)代儀器儀表分類 發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)技術(shù) 2
它還可用于稱重,研制新型電子天平、高精度的電子皮帶稱、高分辨率的壓力計(jì)等。發(fā)展納米測(cè)量技術(shù),建立納米計(jì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),這是當(dāng)今在計(jì)量與測(cè)試技術(shù)研究中十分活躍的課題。分析儀器正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化,傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式,轉(zhuǎn)化為光、機(jī)、電、算(計(jì)算機(jī))一體化、自動(dòng)化的結(jié)構(gòu),并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展(帶有自診斷自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能)。由于以信息技術(shù)為代表高新科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),使科學(xué)儀器的工作原理,設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法發(fā)生了明顯的變化,其關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)為:
(1)微分析技術(shù)即分析儀器的微型化和微量化,其共性技術(shù)有微控技術(shù)、微加工技術(shù)、微檢測(cè)技術(shù)、微光源、微分光光學(xué)系統(tǒng)、微傳感器等,應(yīng)用上述技術(shù)的微分析儀器如:微流控制芯片、芯片實(shí)驗(yàn)室、微近紅外光譜儀等。
(2)生物、化學(xué)傳感器包括新型傳感技術(shù)在分析儀器中的應(yīng)用,將生物芯片技術(shù),新型化學(xué)傳感技術(shù),智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于分析儀器的研制。
(3)成像技術(shù)包括廣義成像,納米級(jí)超高分辨成像,信息處理等,具體的領(lǐng)域有:核磁共振技術(shù)、圖像自動(dòng)分析及綜合技術(shù)、成像光譜技術(shù)、近場(chǎng)光學(xué)成像技術(shù)。
(4)儀器的聯(lián)用技術(shù)通過信息分離、專用軟件接口技術(shù),實(shí)現(xiàn)多種科學(xué)技術(shù)間的聯(lián)用以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的痕量成份分析、結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析等綜合分析,如:色譜—質(zhì)譜聯(lián)用、色譜—光譜聯(lián)用等。多臺(tái)儀器、多個(gè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合的綜合分析管理系統(tǒng)(LIMS,LaboratoryInformationManagementSystem)已經(jīng)推廣應(yīng)用;儀器可以上網(wǎng)、制造廠商進(jìn)行遠(yuǎn)距診斷、指導(dǎo)正確使用或提出維修指導(dǎo),各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進(jìn)行數(shù)據(jù)、情報(bào)共享,儀器的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)和量值溯源等已指日可待。分析儀器在生物、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等有關(guān)人的生存、發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用日新月異,現(xiàn)代高科技軍事方面的發(fā)展也促進(jìn)了分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用拓展,靈敏、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)毒物檢測(cè)、生命保障任務(wù)也大大擴(kuò)大了分析了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。
根據(jù)上述儀器儀表國(guó)際發(fā)展的趨勢(shì),可以十分清楚的看出現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展具有以下主要特點(diǎn):
①、技術(shù)指標(biāo)不斷提高
就如奧林匹克運(yùn)動(dòng)的口號(hào)是更高、更快、更強(qiáng)一樣,儀器儀表在提高檢測(cè)控制技術(shù)指標(biāo)上是永遠(yuǎn)的追求。以儀器儀表和測(cè)量控制的技術(shù)范圍指標(biāo)來說,如電壓從納伏~100萬伏;電阻從超導(dǎo)至1014Ω;諧波測(cè)量到51次;加速度從10-4—104g;頻率測(cè)量至1010HZ;壓力測(cè)量至108Pa;溫度測(cè)量從接近絕對(duì)零度至1010℃等。以提高測(cè)量精度指標(biāo)來說,工業(yè)參數(shù)測(cè)量提高至0.02%以上,航空航天參數(shù)測(cè)量達(dá)到0.05%以上,計(jì)量精度和科學(xué)儀器達(dá)到的精度更是與時(shí)俱進(jìn)。以提高測(cè)量的靈敏度來說更是向單個(gè)粒子、分子、原子級(jí)發(fā)展。提高測(cè)量速度(響應(yīng)速度),靜態(tài)0.1~0.2ms,動(dòng)態(tài)為L(zhǎng)μs。提高可靠性,一般要求為2~5萬小時(shí),高可靠要求25萬小時(shí)。穩(wěn)定性(年變化)<±0.05%(高精度儀器)或<±0.1%(一般儀器)。此外還不斷提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性。
②、最先應(yīng)用新的科學(xué)研究成果,高新技術(shù)大量采用現(xiàn)代儀器儀表作為人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界、改造物質(zhì)世界的第一手工具,是人類進(jìn)行科學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的最基本工具。