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“计测手机报昨日编审消息”历史上的今天11月7日。 1996年11月7日(北京时间)，美国“火星环球观测者”飞船在佛罗里达州卡纳维拉尔角的航天中心发射成功。这个造价1.5亿美元的该探测飞船将飞行 4.35亿英里到达火星进行科学监测。1997年7月4日在火星阿瑞斯平原着陆。飞船将开始为期一个火星年(687个地球日)的探测工作，收集有关火星大气、外表和内部结构的各种数据并将其传回地球。

　　飞船上的6台仪器将分析火星矿物组成，测量火星大气中尘埃、水和其他成分的构成，并寻找火星磁场。飞船上的激光测高仪还将测量火星山脉和峡谷的高度和深度。继“火星环球观测者”之后，9艘美国飞船、两艘俄罗斯飞船和1艘日本飞船将在今后10年内陆续出发前往火星。他们的共同任务是寻找火星上存在生命和水的证据，了解火星气候变迁，并尽可能地了解对计划中的载人火星探险会有帮助的任务情况。

　　2003年，“火星环球观测者”探测发现火星上不曾有海洋。研究人员说，国航空航天局的“火星环球观测者”飞船对整个火星进行了探测，意欲寻找碳酸盐存在的证据，但是只发现了极少量类似石灰岩的矿物质。这一发现对科学界正在进行的争论是一个贡献。围绕火星上过去有多少水、这些水后来流向何方以及火星上有错综复杂的河床、河谷与三角洲地貌而为何没有大量流水等问题，科学家们争论不已。但是他们补充说，这一发现并未排除火星上存在生命的可能性。

3月3日，全国政协十一届五次会议已召开，3月5日，十一届五次会议也召开。2012年是中国实施“十二五”规划承上启下的重要一年，也将在今年召开。温家宝在3月5日作工作报告。工作报告和期间透露的有关对经济增长、刺激消费或出口，以及货币政策、财政政策、房产调控等相关议题和重要信息，将对国内经济产生深远影响，同样影响着中国仪器仪表行业，新能源、高铁、环保行业、物联网等这些行业的热议，又将对仪器仪表业产生什么影响?

　　新能源

　　2012年3月5日(星期一)上午9时，第十一届全国人民代表大会第五次会议在人民大会堂开幕。温家宝作了报告。其中在加快转变经济发展方式提出，提高发展的协调性和产业的竞争力中提到加快产业结构优化升级，大力培育战略性新兴产业，新能源、新材料、生物医药、装备制造、新能源汽车快速发展，三网融合、云计算、物联网试点全国政协委员李小琳3月4日接受采访时表示，我国新能源十二五发展备受关注，全国、皇明太阳能集团董事长黄鸣接受采访时称，建议国家要支持大规模太阳能光热发电。示范工作步伐加快。新能源再次占据了中关于经济战略布局中重要的一部分。

　　PM2.5新政

　　对于和民生直接接轨的环保行业，环保话题几乎每年都会成为的热议点。而今年的关于环保的话题中PM2.5这个词特别热，它几乎抢占了GDP的风头，甚至出现了PM2.5新政之说，早在媒体与地方的平台上，PM2.5就从词汇到热词焦点，从学者到普通百姓，挡不挡不住地走进公众的视野，受到各级直至高决策层的高度关注。工作报告提出，今年在京津冀长三角珠三角等区域以及直辖市和省会城市开展细颗粒物(PM2.5)等项目监测，2015年覆盖所有地级以上城市。

　　核电

　　一年前的全国期间，日本发生海啸并导致福岛核电站发生重大事故。这引起了代表们对核安全的高度关注，中国也因此收紧了核电审批的阀门。转眼一年过去，福岛核泄漏事故渐渐淡出公众视野，但仍在追踪关注核安全问题，并作了精心调研。作为一个人口众多、能源问题十分的大国，中国不会放弃核电，但如何发展核电，确保核安全、让百姓放心，不仅成了业内关注的焦点，也成了代表们的热议焦点。

　　物联网

　　物联网被认为是下一个推动世界高速发展的重要生产力而引起广泛的关注。从2008年温提出概念算起，物联网的发展早进入的是地方驱动的模式，无锡、江苏、杭州、成都、重庆、上海等各个地方纷纷出台促进物联网发展的地方规划和政策，纵观各地的物联网规划，由于缺少顶层设计和统一协调，在产业发展和应用上多有布局重复的弊病，且各地对物联网的概念理解不一致，政策扶持的对象也各有差异。行业的乱象和发展也引发了的热议。

　　食品安全

　　食品安全反映一个国家和民族基本的诚信，一定不能有丝毫纰漏。从历年全国期间，新华网发起的关注度排行调查显示，食品安全监管已从第十名左右跃升到今年的第三，仅次于缩小贫富差距和稳物价保民生。食品问题根源在哪里;如何监管食品安全;法律要在其中发挥怎么样的作用?食品安全不仅成为行业内人士关注的焦点，成为不少代表委员共同担忧的话题。

在人类社会进入知识经济时代、信息技术高速发展的背景下，仪器仪表及其测量控制技术得到日益广泛应用，给仪器仪表行业的快速发展提供了良好契机。仪器仪表是信息产业的源头和组成部分，是信息技术的重要基础。钱学森院士对新技术革命有如下论述：新技术革命的关键技术是信息技术，信息技术是测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成，测量技术则是关键和基础。国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。

　　仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制，是现代化大型成套装备的重要组成部分，是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示，随着装备水平的提高，仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右;现代化的宝钢技术装备投资中，有1/3的经费用于购置仪器和自控系统。

　　仪器仪表已成为现代建设技术装备的重要组成部分，我国航天工业的固定资产1/3是仪器仪表和计算机;运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右;导弹的制导、控制，航天精纬测量和红外成像、高温实验设备等都是装备中的产品。

　　高科技的发展总是在领域得到应用，仪器仪表技术的发展也是如此。机动作战需要有体积小、便携式的仪器，自从微处理器应用于仪器后，中的许多体积大而能单一的仪器在智能化的同时也逐步趋于小型化，因此广泛应用于电子设备、航空导航、测试及智能仪器仪表和测量设备中。

　　在军事上，仪器仪表是“战斗力”。现代战争中，夺取技术优势已经成为军事战略的根本目标。主要目标是全球监视与通信和打击固定及瞬变目标。1991年海湾战争美国使用的精密制导炸弹和导弹只占8%，12年后伊拉克战争中美国使用精密制导炸弹和导弹提高到了90%以上。这些武器都是靠一系列的测量与控制仪器仪表系统装备并实现其控制功能的。1994年美国部成立了“自动测试系统执行局”，以统一海陆空三军的测试技术、产品与标准，立体作战方式的有效实施。现代武器装备，几乎无一不配备相关的测量控制仪器仪表。面对世界超级大国的“打击”军力，为了需要，的快速反应能力和武器的打击能力急需提高，对作为军事上战斗力的仪器科技同样有的需求。在举世瞩目的海湾战争中，多国曾在中东上空使用了不少卫星，这些形形色色的卫星在“沙漠盾牌”、“沙漠风暴”计划的胜利完成中起了很大的作用。

　　多址通讯卫星是美国海军的一种轻型存储和转发卫星，它能从有人值守的地面站和无人看管的传感器接收到电文信息。美国派兵进驻沙特阿拉伯后，为寻找支援“沙漠盾牌”行动的手段，就多次利用多址通讯卫星的存储和转发能力。据美国海军陆战队的查尔斯·盖格上校说：“该系统一天可传输20～50页信息，这种传输速度是惊人的。”

　　舰队通讯卫星是一个以美国海军为主、海空军联合使用的特高频通讯卫星系统。它能在海军飞机、舰队、潜艇与地面站之间建立除两极地区以外的全球特高频卫星通讯。该系统不仅可以满足整个舰队的全球战术指挥、控制和通讯的需要，而且还可以使美国军事当局、地面指挥中心直接同舰队中任何一艘舰只进行通讯。

　　“白云”号海洋监视卫星是一种用来监视海上舰只和潜艇活动、侦察舰上雷达信号和无线电通信的卫星。它能有效地探测和鉴别海上舰船并准确地确定其位置、航向和航速。“白云”号卫星每次发射时一箭4星，一颗重约450千克的主卫星和3颗各重约45千克的子卫星同时截获各种舰载雷达信号，以测定水面舰只的位置。卫星上只带被动式侦察设备用以接收目标发射或辐射的雷达信号，一般载有电子信息收集系统，为了探测潜航的核潜艇，还装备有毫米波辐射仪和红外扫描器。

　　DSD卫星为综合型导弹预警卫星。它的主要任务是：探测地面和水下发射的洲际弹道导弹尾焰并进行跟踪，提前获得15～30分钟的预警时间;探测大气层内和地面的核爆炸并进行全球性气象观测。

　　可在全球范围内连续提供位置、速度和时间三维信息的导航星一全球定位系统是一个无线电导航系统。该卫星系统所提供的极其的空间和时间信息对于陆上和空中战斗及其支援活动有极其重要的价值，它能使地面在沙漠和丛林地带更好地行军;能有效地改进炮队和空地攻击的准确度和协作效果;能使喷气战斗机在空中更顺利地会合并完成加油任务;能让货运飞机准确地把给养和物品空投到9～12米范围内的地面区域;能让战斗轰炸机在使用普通炸弹时其轰炸的度可与使用特殊的“灵敏”炸弹不相上下。气象卫星每天绕地球14圈，美国军事气象人员通过它收集各种各样详细的气象数据，了解和观测全球各地变化万千的气象情况，根据这些情况，军事指挥人员可迅速作出是否执行各种任务的决定。以上所述这些功效各异的卫星，将来在现代战争中一定会发挥重要的作用。

　　1993年7月，在美国陆军的西尔堡靶场上进行了一次别开生面的新兵器战术演示。演示的单位是视频成像炮弹研究小组，他们在炮兵的配合下，发射了2发155毫米炮弹，炮弹飞行轨迹长达9500米。新奇的是，炮弹并没有爆炸，而是对预先布置在它们弹道下的4个高对比度的战术目标进行了一番视频成像侦察——这就是新颖的战场侦察仪。

　　美军炮兵对远距离隐蔽的非直射目标的侦察原来是采用远距离侦察分队、巡逻队、侦察兵或空中侦察机(包括固定翼飞机、直升飞机和无人航空器)等手段，其中空中侦察会受到气象条件的限制，其他的手段也不能实时通观战场的正面和纵深，有时还会造成己方人员的伤亡。

　　面对高技术灵巧弹药的大量使用，尽量提高每发炮弹的佳实际杀伤效果，美国军方的科研人员开展了一系列研究活动，终于试制出上面所说的新颖战场侦察仪——视频成像炮弹系统。视频成像炮弹系统用于提供的目标位置信息。它由3部分组成：视频成像炮弹，作为引信组成部分的全球定位系统转发器以及视频成像炮弹地面接收机。

　　视频成像炮弹直径155毫米，弹体中装有机械、光学和电子部件，弹体的侧面开有一圆形“窗口”。弹体在自旋中前进，对所飞临的目标进行扫描，将信息通过传感器发送给地面接收机。

　　全球定位系统集信号接收、发身和处理于一体，能接受3个以上的全球定位系统卫星的信号，它有一套复杂的无线电装置，能将视频炮弹发回的动态信息与卫星定位系统的信息结合起来加以分析验证。地面接收机是一部无线电信号处理装置，当它收到来自弹上的模拟射频信号后，立即加以数字化，并校正、删除误差，将信息送“阿法兹”电脑系统处理分析。

　　上述整套系统可使炮兵不用前方观察即可实现自动试射，大大提高了现代战争中炮兵的机动性、即时性，提供实时的目标侦察和战斗毁伤评估能力，减少目标定位误差，而炮后射击精度的提高还减少了所需弹药数，从而减轻了后勤的负担，与此同时，这一系统还能为参谋部提供目标区的其他信息数据等等。

　　机动作战需要有体积小、便携式的仪器，自从微处理器应用于仪器后，中的许多体积大而能单一的仪器在智能化的同时也逐步趋于小型化，因此广泛应用于电子设备、航空导航、测试及智能仪器仪表和测量设备中。

　　要实现的现代化，实现武器的现代化。武器装备的现代化体现在武器装备的、、高杀伤力、高生存能力的各个方面。而这些又有的测控技术与仪器来保障，仪器技术的发展，给测控领域带来一次次变革，促进了测控技术的不断发展。

　　就我国测控技术与仪器的现状来讲，尽管有的还在沿用以前的技术与仪器，或利用新的原件与设备，更新改进原来的测控仪器，新的测控技术与仪器都一直在影响测控领域并在逐步取代原来的测控技术与仪器、智能化技术、虚拟仪器技术。随着军事科技和现代化的发展，测控领域也需要多种仪器组合起来，构成高度智能化的、具有网络测控功能的、大型的集成化网络测控技术，来提高测控效率和测控水平，从而提高的作战能力

虽然年初低开，但我国仪器仪表行业的主营收入逐月向上，至今年6月份，该行业的主营收入增加值增幅已超过全国制造业增幅2.8个百分点。



　　据中国仪器仪表行业协会名誉理事长奚家成介绍，今年以来，仪器仪表行业的产销形势总体正常，上半年行业利润增幅有所回升，主营利润率持续上升，进出口走势强于预期，增幅达到了两位数。



　　他判断说，预计仪器仪表行业全年的产销可以达到15%左右的预定目标，保持中高速增长。



　　主营收入逐月向上



　　奚家成为记者分析说，因为去年基数偏高等原因，今年年初仪器仪表行业的主营收入增加值增幅创了本世纪以来的新低（6.5%），到3月开始逐月回升，至第二季度时各月的增加值增幅均已超过12%，而6月份的主营收入增加值增幅已达到12.6%，超过了全国制造业增幅2.8个百分点，超过机械工业1.9个百分点；1~6月主营收入增加值累计增幅全国制造业增幅0.5个百分点，比机械工业增幅低0.8个百分点。



　　“全行业产销形势总体正常，需求略显偏弱，并未出现明显的产能过剩现象。预计全年产销可达到15%左右的预定目标，保持中高速增长。”奚家成表示。



　　从行业内部看，环境监测、试验机、分析仪器、农林牧渔仪器、测绘仪器、电子测量、工业自动化等分行业的主营收入都保持了15%以上的增幅；受房地产疲软、商用车和国产车增幅不高等影响，供应用仪表和车用仪表增长趋缓；因为结构调整进展不快和传统产品需求渐趋饱和等，衡器、钟表计时仪器等的增幅偏低。



　　利润增幅逐渐回升



　　今年年初仪器仪表行业的利润同比增幅起步偏低，到二季度开始回升，但幅度不大。



　　据介绍，该行业的应收账款、产成品库存、营业费用、管理费用、财务费用等同比增幅均主营收入增幅，特别是产成品的库存明显上升，同比增幅已由去年末的9.16%上升至今年中的18.11%。



　　在各分行业中，供应用仪表、环境监测仪器、试验机、勘探地震仪表、电子测量仪器、计时仪器、光学仪器、衡器等的利润同比增幅较大；电工仪器、测绘仪器、分析仪器、车用仪表、导航气象仪器、教学仪器、医疗仪器等同比一位数低增长或负增长。



　　此外，行业中中小型企业的利润增幅大型企业，中资企业的利润增幅要“三资”企业。今年以来，全行业的亏损企业数在小幅增加，占比为18.64%，同比上升了8.05%，但亏损额却同比下降了1.49%。



　　奚家成告诉本报记者说，目前行业中只有少部分技术进步明显、现代管理见效的企业能够达到15%以上的利润率，大多数企业都还处于微利状态。主营成本同比增幅13.14%已经接近主营收入的增幅12.61%，近年来人力成本大幅上升等因素，正在被逐渐消化。



　　“预计今年全年行业的利润增幅能够达到13%的预定指标，主营收入利润率仍能保持8.5%以上高位。”



　　进出口走势强于预期



　　“仪器仪表行业的进口增幅已连续三年在一位数徘徊了，今年年初突增至两位数的高点，并一直保持了整个上半年。”奚家成表示。



　　在国内经济处于调整期、需求并未转旺的情况下，仪器仪表行业的进口增幅骤升，其重要因素之一是国际贸易斗争引起的新一轮关税减免，许多仪器仪表因被列入了电子产品、环保产品而降减免关税。其中，影响较大的是各类中测试仪器设备，如半导体晶片或元器件制造用光学仪器、检测仪器、显微镜、衍射设备、金属材料试验机、超声波探伤仪、气体或烟雾分析仪等，这些产品的进口均大幅增长。



　　他分析说，之所以出口增幅能重上两位数，既与国际市场的缓慢复苏有关，也得益于本国产品竞争力的提高。电度表等大宗出口商品经去年一年的低迷后已恢复了正增长，而光学元件、电工和电子测量仪器、工业自动化仪表与控制系统等的增幅都在20%以上。分散型控制系统、轨道交通用车载控制设备、核磁共振装置等仪器装备的出口也大幅增长。



　　“因为基数等原因，预计下半年仪器仪表行业的出口增幅将回落，但全年仍能保持进口增幅的两位数增长，并减小进出口逆差。”他判断说。



　　控制系统只进不出状况改变



　　控制系统是典型的高技术产品，其主导产品分散型控制系统DCS是工业自动化、数字化、信息化的核心装备。在前几年技术突破和产业化的基础上，今年上半年，DCS发挥其技术、性价比和服务优势，不断取得进展。



　　上半年，拥有自主知识产权的DCS中标率提升，其市场占有率已经超过了外企，并进入了多个长期都由国外产品的领域和企业。中资DCS企业的经营规模已经了国际厂商在华的企业。而除了主控系统外，安全系统、核电控制系统、轨交控制系统等系统也不断取得进展和突破。



　　“控制系统作为产品长期只进不出的状况正在改变。”奚家成告诉记者说，今年上半年轨交车载系统ATP一项的出口金额已超过5000万美元。而控制系统的发展，也带动了优化软件、MES等工控软件的发展和集成、总成能力的提升以及MIV、MAV等服务的开展，拓展了工程能力和盈利空间。



　　他还介绍说，城镇集中供热是北方十五省市重要的民生工程，而为此开展的供热监控系统和热量表计技术已经成熟并实现了产业化，目前国内从事热量表计、供热监控系统的制造生产和城镇供热工程改造服务的企业已有数百家，而近年来每年生产制造和采购安装的热量表计在200万台以上，供热监控系统达数千套———国家投入了大量的财力、物力来推动此项惠民工程。



　　“但是，由于供热管理体制改革和分户计费管理办法的滞后，上述监控系统及装备大部分至今都尚未投运。”奚家成透露说，我国的供热系统推广应用还有待改革。



　　信息化有序推进



　　在“两化”融合方针的推动下，生产过程信息化、数字化车间等工作取得了进展。仪器仪表行业的生产过程信息化专项已经顺利启动，三个示范试点企业也已按计划开展工作，并通过交流互助诊断等形式向行业拓展。



　　据悉，目前该行业一些骨干企业已投入了大量的资金建设数字化生产线并改造老线，使其适应信息化的要求。而有些二百人左右的小企业已经聘请国外改造生产线、上机器人、制定信息化生产方案等，推进企业的现代生产模式和数字化生产。



　　“行业将组织三个示范试点企业的经验扩大到二、三十家企业并影响全行业，以生产过程信息化等措施推动改变行业面貌。”他表示。

测控技术与仪器是一门研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术。“测控技术与仪器”是指对信息进行采集、测量、存储、传输、处理和控制的手段与设备，包含测量技术、控制技术和实现这些技术的仪器仪表及系统。








测控技术






测控技术与仪器，是建立在精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术的基础上，主要研究各种精密测试和控制技术的新原理、、新方法和新工艺。近年来，计算机技术在测控技术的应用研究中呈现出越来越重要的地位。



测控技术是直接应用于生产生活的应用技术，它的应用涵盖了“农轻重、海陆空、吃穿用”等社会生活各个领域。仪器仪表技术是国民经济的“倍增器”，科学研究的“官”，军事上的“战斗力”以及法制法规中的“物化法官”。计算机化的测试与控制技术以及智能化得精密测控仪器与系统是现代化工农业生产、科学技术研究、管理检测监控等领域的重要标志和手段，发挥着越来越重要的作用。



测控技术与仪器仪表技术的应用

测控技术是一门应用性技术，广泛用于工业、农业、交通、航海、航空、军事、电力和民用生活各个领域。随着生产技术的发展需要，测控技术从初的控制单个及其、设备，到控制整个过程，乃至系统，特别是在当今现代科技领域的技术中，测控技术起着至关重要的作用。

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冶金工业中，测控技术的应用有：炼铁过程的热风炉控制、装料控制与高炉控制，轧钢过程的压力控制、轧机速度控制、卷曲控制等及其中使用的多种检测仪表等。



电力工业中，测控技术的应用有锅炉的燃烧控制系统、汽轮机的自动监控、自动保护、自动调节与自动程序控制系统与发动机的电力输入输出控制系统等。



煤炭工业中，测控技术的应用有：采煤过程的煤层气测井仪器、矿井空气成分检测仪器、矿井瓦斯检测仪、井下安全保障监控系统等，煤精炼过程的熄焦过程控制、煤气回收控制、精炼过程控制、生产机械传动控制等。



石油工业中，测控技术的应用有：采油过程的磁性定位仪、含水仪、压力计等支撑测井技术的各种测量仪表，炼油过程的供电系统、供水系统、供蒸汽系统、供气系统、储运系统和三废处理系统与其连续生产过程中大量参数的检测仪表等。



化学工业中，测控技术的应用有：温度测量、流量测量、液位测量、浓度、酸度、湿度、密度、浊度、热值及各种混合气体组分等参数测量需要的测量仪表与按照预定规律控制被控参数的控制仪表等。



机械工业中，测控技术的应用有：精密数字控制机床、自动生产线、工业机器人等。



航空航天工业中，测控技术的应用有：的飞行高度、飞行速度、飞行状态与方向、加速度、过载以及发动机状态等参数的测量，航天技术的航天运载器技术、航天器技术、航天测控技术等。



军事装备中，测控技术的应用有：制导武器、智能型弹药、自动化指挥系统（C4IRS系统）、外层空间军事装备（如各种侦察、通信、预警、导航卫星等等）。



测控技术的形成与发展

科学技术发展史实人类认识自然、改造自然的历史、也是人类文明史的重要组成部分。科学技术的发展取决于测量技术的发展。近代自然科学是从真正意义上的测量开始的。许多的科学家梦都是科学仪器的发明家和测量方法的创立者。测量技术的进步直接带动着科学技术的进步。



·次科技革命时期



17~18世纪，测控技术初见端倪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力制成简单的检流计，利用光学透镜制成望远镜，从而奠定了电学和光学仪器的基础。18世纪60年代，次科技革命开始于英国，直到19世纪，次科技革命扩展到欧美、日本，其间，一些简单的测量器具，如测量长度、温度、压力等的器具已经用于生活当中，创造了的生产力。



·第二次科技革命时期



19世纪初电磁领域的一系列发展，引发了第二次科技革命。由于发明了测量电流的仪表，才使电磁学迅速走上正轨，获得了一个又一个长大的发现。电磁学领域的许多发明，如电报、电话、发电机等，促进了电气时代的到来。同时，其他各种用于测量和观察的仪器也不断涌现，如使用于1891年以前的用于高程测量的精密一等经纬仪等。



·第三次科技革命时期



二战后，各国对高科技的迫切需要，推动了生产技术有一般的机械化带电气化、自动化转变，科学理论研究取得一系列重大突破。



在此期间，以机电产品为典型代表的制造业开始产业化发展，产品大批量生产的特点是循环作业和流水作业，要让这些自动起来，就要求加工生产的灭个阶段自动检测工件的位置、尺寸、形状、姿态或性能等。为此，需要大量的测控装置。另一方面，以石油为原料的化工工业兴起，就需要大量的测控仪表。自动化仪表开始标准化生产，按需构成自动控制系统。同时，此期间还诞生了数控机床和机器人技术，测控技术与仪器在其中都有重要的应用。



·随着科学技术的发展，仪器仪表从只能进行简单的测量、观察开始，已成为测量、控制和实现自动化的技术工具。为了满足各方面的需求，仪器仪表已从传统的应用领域扩展到了生物医学、生态环境、生物工程等非传统应用领域。



21世纪以来，一大批当代新的技术成果，如纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特张功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等相继问世，是仪器仪表领域发生了根本性的变革，促进了高科技化、智能花的新型仪器仪表时代的来临。



测控系统中的传感器

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一般测控系统有传感器、中间变换器和显示记录仪组成。传感器将被测量检出并转换成已与测量的物理量，中间变换器对传感器的输出量进行分析、处理、转换成后级仪表能接受的信号，输出给其他系统，或由显示记录仪对测量结果进行显示、记录。



传感器是测量系统的的环节，对于控制系统来说，如果把计算机比作大脑，那么传感器就相当于五官，直接影响到系统的控制精度。



传感器一般由敏感元件、转换文件、转换电路组成。由敏感元件直接感受被测量，同时它自身的某一参数值变化与被测量值的变化有确定的关系，且这一参数容易测量输出；然后由转换元件将敏感元件的输出转换成电参数；后又转换电路将转换元件输出的电参数放大，转换成便于显示、记录、处理、控制的有用电信号。



新型传感器的现状与发展



传感技术是当今世界发展为迅速的高新技术之一。新型传感器不仅追求、大量程、高可靠、低功耗，还向着集成化、微型化、数字化、智能化发展。



1.智能化



传感器的智能化指把常规传感器的功能同计算机或其他元件的功能相结合构成一个立的组合体，使其既具有信息拾取和信号转化功能，又有数据处理、补偿分析和决策能力。



2.网络化



传感器的网络化就是使传感器具备和计算机网络连接的功能，实现远距离的信息传递和处理能力，即实现测控系统的“超视距”测量。



3.微型化



传感器的微型化值在功能不变甚至增强的条件下，大幅度减小传感器的体积。微型化是现代精密测量与控制的要求，原则上将，传感器的尺寸越小对被测对象及环境的影响越小，对能量的消耗越少，越易实现测量。



4.集成化



传感器的集成化指下面两个方向的集成：



（1）多测量参数的集成，即可测量多种参数。



（2）传感去与后续电路的集成，即将敏感元件、转换元件、转换电路乃至电源等集成在同一块芯片上，使其具有很高的性能。



5.数字化



传感器的数字化值的是传感器输出的信息为数字量，可以实现远距离、传输，同时可无需中间环节接入计算机等数字处理设备。



传感器的集成化、智能化、微型化、网络化和数字化等不是立的，而是相辅相成、相互关联的，它们之间并没有明确的界限。



测控系统中的控制技术



基本控制理论



1.经典的控制理论

经典控制论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论三个部分。经典控制论以拉普拉斯变换和Z变换为数学工具，以单输入-单输出的线性定常系统为主要的研究对象。通过拉普拉斯变换或者Z变换将描述系统的微分方程变换到复数域中，得到系统的传递函数。并以传递函数为基础，一根轨迹发和频率发威研究手段，分析反馈控制系统的稳定性和稳态精度。



2.现代控制理论

现代控制理论使建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有的性能指标的优控制系统提供了可能性。



控制系统



控制系统是由控制装置（包括控制器、执行器和传感器）与被控制对象组成。控制装置可以是人，也可以是一台机器，这就是自动控制与人工控制的不同。对于自动控制系统，按照控制原理的不同，可分为开环控制系统和闭环控制系统；按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。



虚拟仪器技术

测量仪器是测控系统的重要组成部分，它分为立仪器与虚拟仪器两种。



立仪器把仪器的信号收集、处理、输出放在立的机箱内，有操作面板和各种端口，全部的功能以硬件或固化软件的形式存在，这就决定了立仪器只能由厂家来定义、执照，而用户无法改变。



虚拟仪器则把信号的分析与处理、结果的表达和输出放到计算机上来完成，或在计算机上插上数据采集卡，把仪器的三个部分去不放到计算机上来实现，突破了传统仪器的局限性。



虚拟仪器技术特点



1.功能强大，融合了计算机强大的硬件支援，突破了传统仪器在处理、显示、存储方面的限制。标准配置为：处理器、高分辨率显示器、大容量硬盘。



2.计算机软件资源实现了部分机器硬件的软件化，节省了物质资源，由增强了系统的灵活性；通过相应数值算法，实时直接地对测试数据进行各种分析与处理；通过GUI（图形用户界面）技术，真正做到界面友好，人机交互。



3.给予计算机总线和模块化仪器总线，仪器硬件实现了模块化、系列化，大大缩小了系统尺寸，可方便的构建模块化仪器。



虚拟仪器系统的构成



虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中，硬件设备与接口可以是各种以PC为基础的内置功能插卡、通用接口总线接口卡、串行口、VXI总线仪器接口等设备，或者是其它各种可程控的外置测试设备，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。

目前，厨房占家庭安全事故的很大比例。特别是天然气、液化石油气和一氧化碳泄漏导致窒息和爆炸事件增多，严重威胁人民生命财产安全。因此，在厨房内安装漏气装置以降低事故率显得尤为重要。传感器返回的数据用于判断是否有燃气泄漏，并执行相应的动作，如关闭燃气阀门、打开窗户、喷水等，以实现厨房的安全。

我司自主开发的立式壁挂和吸顶式家爆燃气报警器，在家庭生活中一旦这些可燃气体达到预设值，将发出声光报警信息，有效避免火灾、爆炸等恶性事故发生。当前，材料分析测试技术和仪器设备众多，并且各有优点，随其应用范围愈广，现有的测试表征手段越来越不能满足要求，发展新的表征方法、测试技术势在必行。就目前的现状，汇总了材料表征和性能测试过程中用到的所有仪器设备供大家参考。效果： 得到聚合物材料的结构。



原理： 当样品在严格控制的操作条件下迅速加热时，会遵循一定的规律裂解，它能将不挥发的分子加热分解得到适合色谱分析的可挥发的小分子碎片，然后进入色谱柱和检测器进行分离、检测和谱图记录。



适合分析材料： 多用于分子量大、难挥发物质的分析。



优点：裂解气相色谱具有灵敏、快速、分离、表征性强等优点。



2、表征方式：X射线衍射仪（XRD）效果：样品的成分，尤其是晶体结构的材料，可以测得晶体的点阵常数，组成以及定量计算和模拟等。



原理： X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生大强度的光束称为X射线的衍射线。

满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=λ



应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。



光学显微镜(OM)原理：利用可见光照射在试片表面造成局部散射或反射来形成不同的对比，因为可见光的波长高达 4000-7000埃，在解析度 (或谓鉴别率、解像能，指两点能被分辨的近距离) 的考量上，自然是差的。

适合分析材料： 测定物质的晶体结构，织构及应力，的进行物相分析，定性分析，定量分析。



应用领域： 广泛应用于冶金，石油，化工，科研，航空航天，教学，材料生产等领域。



注意事项： 材料制备简单，只是材料尺寸不要太大，符合样品台标准就可以。



3、表征方式：核磁共振仪（NMR）效果： 它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的强有力的工具之一。还可用于化学动力学方面的研究，如分子内旋转，化学交换等。



原理： 在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁。



适合分析材料： 可对液态和固态分子进行无损和定量研究，还可以研究生物体液。



注意事项： 分为液体核磁和固体核磁。



4、表征方式：气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），液相色谱—质谱联用仪（LC-MS效果： 质谱一般联用气相、液相更为有用，用于分析有机小分子成分，有强大的谱库可以定性和定量分析样品组成。



原理：色谱法用于对有机化合物进行分离分析，并可以进行定量分析；质谱法可以进行有效的定性分析。因此，这两者的有效结合将可以成为一个进行复杂有机化合物的定性、定量分析工具。



适合分析材料： 复杂有机化合物的分离与鉴定。



应用领域： 药物分析、食品分析和环境分析等许多领域。



注意事项： 对样品极性、溶解性和气化温度等有要求。



5、表征方式：电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）等



1、表征方式：裂解色谱仪