我國計量儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

我國計量儀器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

我國計量儀器的基本狀況

 

　　1.種類齊全

 

　　幾十年來我國儀器科技產品基本上劃歸機械系統(tǒng)管理，但是作為信息源頭的儀器儀表，機械部門的儀表企業(yè)不能滿足其他行業(yè)的需求，所以在信息、科學、教育、國防科工、航天航空、石油化工、食品醫(yī)藥等20多個部門先后建立了一大批有相當規(guī)模的儀器儀表企業(yè)，這些企業(yè)生產著種類齊全的計量儀器。近20年來有大量民營生產企業(yè)進入計量儀器領域，并且形成規(guī)模，同時國外企業(yè)以獨資、合資、合作形式在中國建立生產廠。

 

　　2.企業(yè)規(guī)模小效率低

 

　　2005年我國儀器儀表行業(yè)規(guī)模總產值約為1780億元，占國內生產總值（GDP）的0.975%，2006年儀表行業(yè)的增長率超過26%，2007年的年增長率也會超過20%。整個儀器儀表行業(yè)銷售的絕大部分份額來自工作計量儀表，計量儀器的銷售份額比較小。以上海儀表集團股份有限公司和西儀集團股份有限公司為例，集團內生產計量儀器的公司的銷售額只有幾千萬元，從業(yè)人員只有數(shù)十個。同時我國整個行業(yè)的效率與國外同行相比只有人家的十分之一甚至更低。

 

　　3.產品檔次低

 

　　目前我國國產計量儀器的檔次還比較低，省級及各行業(yè)計量中心以上計量技術機構的主要標準器采用國外產品。中國計量科學研究院雖然在“NIM4激光冷卻-銫原子噴泉時間頻率基準裝置”和“量子化霍爾電阻基準”項目連續(xù)兩年榮獲國家科技進步一等獎，但是我國生產的大量計量儀器還是處于低端水平。例如：在我國廣泛使用的標準水銀溫度計，歐盟委員會做出決定，從2005年起的4年內，水銀溫度計將從歐洲市場上消失，2011年起禁止這種溫度計出口，歐美已經大量使用數(shù)字溫度。無論從安全性、環(huán)保、使用方便性和準確度方面水銀溫度計都無法與數(shù)字溫度計相比。從儀表方面看，我們可以看到可以校準51/2和61/2位數(shù)字多用表的計量儀器幾乎全被美國FLUKE壟斷。

 

　　產業(yè)發(fā)展國內外主要差距

 

　　1.傳感器技術方面差距

 

　　技術方面的Z主要差距是傳感器技術方面差距，傳感器技術是涉及機理研究與分析、設計與研制，涉及材料、精密制造學科的綜合技術，是一門多學科交叉的現(xiàn)代科學技術。近年在國家的大力扶持下，傳感器領域呈現(xiàn)出良好發(fā)展勢頭。

 

　　《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》在支持的重點領域及其優(yōu)先主題中列入“傳感器網(wǎng)絡及智能信息處理”。現(xiàn)在我們已經在硅復合傳感器、硅隔離耐高溫微型壓力傳感器、采用靜磁柵技術的位移傳感器、多孔納米固體ZnO氣敏傳感器及生物傳感器等領域取得了巨大成績。但是我們傳感器生產工藝不穩(wěn)定，廢品率高，高性能傳感器還不能自主生產。例如：石英晶體壓力傳感器的穩(wěn)定性好、準確度高，現(xiàn)在主要由美國生產企業(yè)掌握核心技術，我國目前還無法實現(xiàn)批量生產，只是處于實驗室研究階段。

 

　　2.工藝及配套基礎工業(yè)差距

 

　　工藝及配套基礎工業(yè)差距是影響計量儀器水平的另一項重要因素。計量儀器的長期穩(wěn)定性是評價產品性能的關鍵指標，生產計量儀器的工藝直接影響產品的性能。

 

　　因為計量儀器產品的批量小、品種多，所以要形成穩(wěn)定的工藝流程需要相當大的資金設備投入和嚴格的制度管理，我國存在很大的差距。國家工業(yè)基礎差距在計量儀器生產方面體現(xiàn)更為明顯，因為*的原因，我國無法引進*設備，我們在精密機械技術、高密封技、特種加工技術、集成技術、薄膜技術等技術領域無法取得大面積突破。目前已經有相當多的國內行業(yè)企業(yè)為了保證產品質量開始走小而全的道路。

 

　　3.創(chuàng)新能力方面差距

 

　　在市場被國外企業(yè)占領的狀況下，我們在個別領域取得突破。例如：信息產業(yè)部電子第41研究所生產的矢量網(wǎng)絡分析儀，該產品的設計和制造水平跨入了*行列，成為繼美國之后*二個掌握此項技術的國家，產品的技術水平與品種可以與國外同行相媲美。但是，我國計量儀表行業(yè)的創(chuàng)新能力與國外同行相比存在明顯差距，計量儀器大部分覆蓋低端市場，差距主要體現(xiàn)在性能落后、功能抄襲。國內現(xiàn)有產品準確度等級與國外相比差1個數(shù)量級。在功能上，目前國外產品智能化程度已經相當高，經過數(shù)字化處理的信號更接近真實值，網(wǎng)絡化已經大量應用。在國外幾乎已經普及的數(shù)字溫度計在我國才剛開始起步，國內大量用戶還停留在數(shù)字多用表測量傳感器原始信號后，人工換算階段。

 

　　發(fā)展趨勢

 

　　1.向高性能和高準確度方向發(fā)展

 

　　數(shù)字技術的出現(xiàn)把模擬儀器的準確度、分辨力與測量速度提高了幾個量級，為實現(xiàn)測試自動化打下了良好的基礎。計算機的引入，使儀器的功能發(fā)生了質的變化，從個別參量的測量轉變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接受、顯示轉變?yōu)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂嬎闩c顯示輸出，從用單個儀器進行測量轉變成用測量系統(tǒng)進行測量。計量儀器技術指標的提高是行業(yè)發(fā)展的追求，如測量范圍，電阻從超導到1014Ω，溫度從接近零度到1010℃。如測量準確度，時間測量從30萬年不差1秒提高到600萬年不差1秒。

 

　　2.追求高穩(wěn)定性和高可靠性

 

　　隨著儀儀表和測控系統(tǒng)應用領域的不斷擴大，可靠性技術在航天航空、電力、冶金、石油化工等大型工程和工業(yè)生產中起到維護正常工作的重要作用。保障現(xiàn)場儀器儀表的測控系統(tǒng)正常工作的計量儀器也要求高穩(wěn)定性和高可靠性。因為新材料的出現(xiàn)和各種加工技術的發(fā)展，現(xiàn)代計量儀器的可靠性按平均*時間與10年前相比提高了3倍。

 

　　3.微型便攜化

 

　　計量儀器的應用場合已經走出實驗室，無論是現(xiàn)場校準還是環(huán)境保護的現(xiàn)實需求都需要便攜式計量儀器。

 

　　超大規(guī)模集成（VLSI）新器件、微機電系統(tǒng)（MEMS）、圓片規(guī)模集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等；采用微控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、微分光光學系統(tǒng)、微傳感器等，使計量儀器產品體積縮小，精度提高成為可能。

 

　　對策

 

　　在計量儀器市場競爭日益激烈的形勢下，眾多國外儀器儀表廠商看好中國市場，紛紛在我國建立生產廠或尋找代理商開發(fā)中國市場。對此，我國應該形成完善的對策來發(fā)展本國企業(yè)。首先，長期規(guī)劃，改善科研體制，探索適合我國國情的科研與管理模式。其次，創(chuàng)造靈活的有利于中小企業(yè)的扶持政策，保障中小企業(yè)人才引進和稅收優(yōu)惠政策。Z后，建立資金引導機制，將國家科研資金主要投入到企業(yè)，讓企業(yè)大力投資研發(fā)。我們已經欣喜看到有一批計量儀器生產企業(yè)將研發(fā)資金提高到年銷售額的10%以上。