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現(xiàn)代儀器儀表重大關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略分析 儀器儀表是如何工作的

時(shí)間:2020-08-04    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
現(xiàn)代儀器儀表重大關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略分析 目前我國(guó)正經(jīng)歷著通過(guò)科技創(chuàng)新改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),從各方面提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要?dú)v史階段。用儀器儀表進(jìn)行測(cè)量是人們從自然界獲取信息的手段。目前我國(guó)的先進(jìn)儀器儀表絕大多數(shù)依靠進(jìn)口,但國(guó)外先進(jìn)的儀器儀表一般都在實(shí)驗(yàn)室里自行研制,市場(chǎng)上無(wú)法買到。我國(guó)要進(jìn)行第一流的科技創(chuàng)新活動(dòng)不能只依靠進(jìn)口商品儀器儀表,必須從現(xiàn)在就開(kāi)展研制先進(jìn)的儀器儀表的活動(dòng)。爭(zhēng)取經(jīng)過(guò)多年努力,為我國(guó)的科技人員提供先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)儀器儀表。 儀器儀表技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、測(cè)量?jī)x器、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、自動(dòng)化儀表等等,廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、民生、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域??梢赃@樣認(rèn)為,儀器儀表是物質(zhì)世界信息測(cè)量與控制的基礎(chǔ)手段和重要設(shè)備,在當(dāng)今社會(huì)信息化帶動(dòng)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用,是科學(xué)研究的“先行官”、工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”、軍事保障的“戰(zhàn)斗力”、國(guó)民活動(dòng)中的“物化法官”。技術(shù)創(chuàng)新,方法先行,儀器儀表是工具。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森院士指出:“信息技術(shù)包括測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。測(cè)量技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行采集和處理,是信息技術(shù)的源頭,是關(guān)鍵中的關(guān)鍵?!痹刂芷诼傻陌l(fā)現(xiàn)者俄國(guó)科學(xué)家門(mén)捷列夫說(shuō):“測(cè)量是科學(xué)的基礎(chǔ)?!?隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)的戰(zhàn)略需求,特別是我國(guó)深空探測(cè)、深海及地球深部探測(cè)、載人航天、大飛機(jī)、航空母艦、核電、高速鐵路、大型石化以及醫(yī)療健康等國(guó)家重大工程和國(guó)計(jì)民生的發(fā)展,對(duì)現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)發(fā)展提出了更迫切的要求。 瞄準(zhǔn)我國(guó)2030年的發(fā)展目標(biāo),現(xiàn)代儀器儀表的較為突出的重大關(guān)鍵共性技術(shù)如下。 1、量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與溯源 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是保證各種各樣測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的依據(jù),對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)有著基礎(chǔ)性的重要作用,因此各國(guó)對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)均極為重視。 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)必須隨著國(guó)家科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展不斷發(fā)展和創(chuàng)新,并形成超前的技術(shù)儲(chǔ)備,才能有效地支撐我國(guó)科技創(chuàng)新、先進(jìn)制造和國(guó)際貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng),才能保證國(guó)家的測(cè)量能力與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)大國(guó)地位相適應(yīng),才能從源頭上保證國(guó)防安全和公共安全,保證貿(mào)易結(jié)算的公平合理,保證大眾健康、環(huán)境監(jiān)控和資源保護(hù)中測(cè)量的準(zhǔn)確可靠。 上世紀(jì)下半葉以來(lái),國(guó)際上開(kāi)展了量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究。量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)利用量子物理學(xué)的較新成就(多數(shù)是榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的突破性成就)建立的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),其準(zhǔn)確性比沿用了上百年的經(jīng)典計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)提高數(shù)千倍甚至更高。發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量人力物力搶占制高點(diǎn),未建立量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展中國(guó)家則喪失話語(yǔ)權(quán)。重點(diǎn)研究量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)的戰(zhàn)略性措施。應(yīng)盡快建立最基礎(chǔ)的國(guó)家級(jí)量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),服務(wù)于國(guó)家各方面的重大工程。 2、高端制造業(yè)中精密測(cè)量技術(shù)與儀器儀表 精密測(cè)量技術(shù)及其儀器儀表是現(xiàn)代制造的三大支撐技術(shù)之一,是制造技術(shù)和裝備制造技術(shù)中的核心基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù),也是國(guó)家科技與工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主要標(biāo)志之一,在實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造”工程戰(zhàn)略目標(biāo)的過(guò)程中,精密測(cè)量技術(shù)及其儀器儀表更有著獨(dú)特的迫切性、重要性和特殊性。 我國(guó)精密測(cè)量技術(shù)應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展的制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用背景以及重大國(guó)家工程項(xiàng)目,如高端數(shù)控加工中心、微電子制造裝備(光刻設(shè)備)、大飛機(jī)、高速軌道交通設(shè)備、大型能源機(jī)電設(shè)備等,組織實(shí)施一批面向精密測(cè)量技術(shù)的重大科技專項(xiàng),重點(diǎn)突破一批重大共性關(guān)鍵技術(shù),為系統(tǒng)提升我國(guó)精密測(cè)量技術(shù)水平,形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能儀器儀表產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。 3、生命醫(yī)療與食品衛(wèi)生儀器 近十年,在全球化的市場(chǎng)機(jī)制的影響下,我國(guó)通過(guò)與國(guó)外企業(yè)的合資,吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)后實(shí)行國(guó)產(chǎn)化,及自主創(chuàng)新和持續(xù)的技術(shù)積累,已具備支持中低檔醫(yī)療儀器的科技實(shí)力,在某些領(lǐng)域也具有了相當(dāng)?shù)姆蓊~(如電子血壓計(jì)、監(jiān)護(hù)模塊、超聲檢測(cè)儀等)。但是,在高端醫(yī)療儀器(如CT,MRI及PET)方面,我們基本上既不具備原始技術(shù)也不掌握先進(jìn)的生產(chǎn)和工藝技術(shù),應(yīng)該大力開(kāi)展重點(diǎn)研究。 近十年,國(guó)家連續(xù)對(duì)食品安全關(guān)鍵技術(shù)給予了大力度的支持,發(fā)展了食品安全領(lǐng)域的各類檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù),完善了以前被忽視的眾多食品安全問(wèn)題,也為食品安全法的提出與實(shí)施提供了保障。科學(xué)儀器和測(cè)試技術(shù)是保證食品安全的技術(shù)支撐,但是現(xiàn)在,絕大多數(shù)食品安全檢測(cè)技術(shù)中需要的大型科學(xué)儀器(主要是分析儀器)都依賴進(jìn)口,而只有一些中小型儀器可以做到國(guó)產(chǎn)化。 4、深空探測(cè)儀器 深空探測(cè)儀器是深空探測(cè)的核心,而深空探測(cè)是實(shí)現(xiàn)人類探索知識(shí)、認(rèn)識(shí)宇宙的重要途徑,已經(jīng)成為當(dāng)前空間技術(shù)領(lǐng)域最活躍的戰(zhàn)略前沿技術(shù)。通過(guò)對(duì)未知領(lǐng)域的不斷探索,將推動(dòng)諸多基礎(chǔ)學(xué)科交叉和理論突破,并通過(guò)技術(shù)比較好保障國(guó)家安全,同時(shí)催生與之相關(guān)的全新技術(shù)市場(chǎng),從經(jīng)濟(jì)、科技等方面全面提升國(guó)家的綜合國(guó)力,極大地提高我國(guó)的國(guó)際地位。通過(guò)深空探測(cè)活動(dòng)發(fā)展起來(lái)的探測(cè)技術(shù)、探測(cè)方法、實(shí)驗(yàn)方法和新概念是前瞻性的技術(shù),也是很多技術(shù)領(lǐng)域能夠不斷創(chuàng)新發(fā)展的主要推動(dòng)力,將大大促進(jìn)我國(guó)自主行星際探測(cè)能力、空間資源利用能力和空間天氣預(yù)報(bào)能力的提升,從而更好地認(rèn)識(shí)地球和服務(wù)地球,促進(jìn)國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 逐步建立較為完備的深空探測(cè)科學(xué)研究體系、深空探測(cè)儀器技術(shù)發(fā)展體系和工程研制體系,以月球和火星為重點(diǎn)開(kāi)展長(zhǎng)期可持續(xù)的無(wú)人深空探測(cè)和載人深空探測(cè)任務(wù)。為長(zhǎng)遠(yuǎn)的深空探測(cè)科學(xué)研究、深空探測(cè)儀器發(fā)展和航天活動(dòng)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)、物質(zhì)和人才基礎(chǔ),推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 張鐘華,計(jì)量學(xué)專家,1940年7月2日出生于江蘇省蘇州市。1957年考入清華大學(xué)工程物理系,1959年轉(zhuǎn)入電機(jī)系。1962年畢業(yè)后考入本校電機(jī)系研究生班。1965年清華大學(xué)電機(jī)系研究生畢業(yè),而后在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院從事精密電測(cè)量工作至今,1995年當(dāng)選中國(guó)工程院院士。張鐘華院士長(zhǎng)期從事精密電磁測(cè)量、量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究工作,獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2007年張鐘華院士及其團(tuán)隊(duì)完成的“量子化霍爾電阻基準(zhǔn)”項(xiàng)目比國(guó)外最高水平提高了10倍多,并榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 由于在精密電測(cè)量方面的成就,張鐘華于1990年獲全國(guó)先進(jìn)工作者稱號(hào),1991年獲國(guó)務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。1997年被中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)授予全國(guó)優(yōu)秀科技工作者稱號(hào)。2001年因在基本電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)方面的貢獻(xiàn)獲得中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)的科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2003年獲得何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。 張鐘華在國(guó)內(nèi)外各種學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文60多篇,并參加了6種學(xué)術(shù)專著的編寫(xiě)工作?,F(xiàn)兼任“儀器儀表學(xué)報(bào)”、“計(jì)量學(xué)報(bào)”、“電測(cè)與儀表”等學(xué)術(shù)刊物的主編,為本領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)交流作了大量工作。他積極參加學(xué)會(huì)活動(dòng)。兼任中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)電磁測(cè)量信息處理儀器分會(huì)理事長(zhǎng)等學(xué)術(shù)職務(wù)。
儀器儀表老化測(cè)試及其環(huán)境試驗(yàn)方法

  工業(yè)使用的儀器使用一定時(shí)期后,將滿足產(chǎn)品老化,老化的試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn),它可以檢測(cè)早期文書(shū)的一個(gè)潛在故障,準(zhǔn)備的解決方案和解決方案,尤其是可以發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)故障,所以相同的早期通過(guò)修改電路和方法恢復(fù),有助于提高耐久性和可靠性的工具。

  1、老化測(cè)試:

  一般的老化測(cè)試時(shí)對(duì)部分進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間通電運(yùn)行,并測(cè)量其平均無(wú)故障工作時(shí)間,分析總結(jié)這些儀器儀表的故障特點(diǎn),找出它們的共性問(wèn)題加以解決。

  2、環(huán)境試驗(yàn):

  環(huán)境試驗(yàn)一般根據(jù)儀器儀表的工作環(huán)境而確定具體的試驗(yàn)內(nèi)容,并按照國(guó)家規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。環(huán)境試驗(yàn)一般只對(duì)小部分產(chǎn)品進(jìn)行,常見(jiàn)的環(huán)境試驗(yàn)內(nèi)容和方法如下:

 ?。?)溫度試驗(yàn)。

  溫度試驗(yàn)用以檢查溫度環(huán)境對(duì)儀器儀表的影響,確定儀器儀表在高溫和低溫條件下工作和儲(chǔ)存的適應(yīng)性,它包括高溫和低溫負(fù)荷試驗(yàn)、高溫和低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)。高溫試驗(yàn)用以檢查高溫環(huán)境對(duì)儀器儀表的影響,確定儀器儀表在高溫條件下工作和儲(chǔ)存的適應(yīng)性。它包括高溫負(fù)荷試驗(yàn)和高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)。低溫試驗(yàn)用以檢查低溫環(huán)境對(duì)儀器儀表的影響,確定儀器儀表在高溫條件下工作和儲(chǔ)存的適應(yīng)性。它包括低溫負(fù)荷試驗(yàn)和低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)。溫度負(fù)荷試驗(yàn)是將樣品在不包裝、不通電和正常工作位置狀態(tài)下,把儀器儀表放入溫度試驗(yàn)箱內(nèi),進(jìn)行額定使用的上、下限工作溫度的試驗(yàn)。

  (3)振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)。

  振動(dòng)試驗(yàn)檢查儀器儀表經(jīng)受振動(dòng)的穩(wěn)定性。其方法是將樣品固定在振動(dòng)臺(tái)上,經(jīng)過(guò)模擬固定頻率(50HZ)、變頻(5-2KHZ)等各種振動(dòng)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。在一定頻率范圍內(nèi)進(jìn)行一次循環(huán)結(jié)束后,按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。比如說(shuō)氧化鋯氧氣含量分析儀,就必須避免振動(dòng)和沖擊,實(shí)驗(yàn)證明因?yàn)橛捎谘趸喬筋^內(nèi)部鋯管極易受振動(dòng)而損壞,氣體分析儀器就不能工作。

  沖擊試驗(yàn)用以檢查儀器儀表經(jīng)受非重復(fù)機(jī)械沖擊的適應(yīng)性。其方法是將樣品固定在試驗(yàn)臺(tái)上用一定的加速度和頻率,分別在樣品的不同方向沖擊若干次。沖擊試驗(yàn)后檢查其主要技術(shù)指標(biāo)是否仍符合要求,有無(wú)機(jī)械損傷。

  (4)運(yùn)輸試驗(yàn)。

  運(yùn)輸試驗(yàn)是檢查儀器的包裝,儲(chǔ)存,運(yùn)輸能力。方法樣品固定在試驗(yàn)臺(tái)上,也可安裝在卡車運(yùn)行,具體方法按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)輸試驗(yàn)根據(jù)規(guī)定檢測(cè)儀的主要技術(shù)指標(biāo)及性能。

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儀器儀表接地的十個(gè)技巧及規(guī)定

  行業(yè)接地也是有研究的,只有正確的接地才能保證測(cè)量精度及人身及設(shè)備的安全。今天小編為大家指出十個(gè)小技巧,能幫助您更好地接地。

  一、控制系統(tǒng)AC 應(yīng)該來(lái)自于一個(gè)分開(kāi)的系統(tǒng),與其他設(shè)備和使用分開(kāi);

  二、電源在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到初始電流的沖擊,至少能承受10個(gè)周期;

  三、控制系統(tǒng)AC接地應(yīng)該建立在隔離變壓器或UPS上,或者在附近;

  四、控制系統(tǒng)工作站AC電源應(yīng)該使用專門(mén)的插座;

  五、當(dāng)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電源有幾個(gè)I/O接口轉(zhuǎn)接器時(shí),應(yīng)該使用隔離柵條;

  六、控制系統(tǒng)AC電源應(yīng)該由隔離變壓器或UPS供給;

  七、當(dāng)AC和DC輸入連接到同樣的接線排,接線排必以適當(dāng)?shù)木鏄?biāo)簽標(biāo)出;

  八、AC接地線應(yīng)該與載流線型號(hào)相當(dāng)或大一號(hào);

  九、預(yù)留一根額外的線 或使用一終端盒,以提供測(cè)試點(diǎn)。

  十、接地系統(tǒng)的電阻必須進(jìn)行測(cè)試,以保證接地能滿足控制系統(tǒng)制造商的要求電磁波測(cè)試。

  儀器儀表接地規(guī)定:

  1.儀表接地系統(tǒng)分為保護(hù)接地和工作接地兩種。接地對(duì)于抑制干擾信號(hào)、保證測(cè)量精度、保護(hù)人身及設(shè)備安全、保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的作用。

  2.保護(hù)接地與裝置系統(tǒng)接地網(wǎng)相連,一般接地電阻≤4Ω。

  3.工作接地包括信號(hào)回路接地、屏蔽接地和本安系統(tǒng)接地。其中信號(hào)回路接地和屏蔽接地與儀表系統(tǒng)接地網(wǎng)相連接,接地電阻符合制造廠標(biāo)準(zhǔn);獨(dú)立設(shè)置本安接地系統(tǒng)時(shí),單獨(dú)的本安接地極與裝置電氣系統(tǒng)的接地網(wǎng)或其他接地網(wǎng)之間的距離≥5.0m,接地電阻≤1Ω或符合制造廠標(biāo)準(zhǔn)。

  4.電纜屏蔽層應(yīng)在控制室一端接地,接到儀表設(shè)備的接地匯流排上,信號(hào)屏蔽層在整個(gè)電纜連接中應(yīng)保持連續(xù)。

  5.接地線采用多股銅芯絞線,采用壓接法連接。

  6.接地線的絕緣護(hù)套顏色宜為黃綠相間色,兩端應(yīng)有標(biāo)牌表明接地類型。

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