儀器儀表是用以檢出、測(cè)量、觀察、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測(cè)長(zhǎng)儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。
廣義來(lái)說(shuō),儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能,例如用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制中的氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表,和電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表,以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。
在這里應(yīng)注意到客觀世界無(wú)窮無(wú)盡,測(cè)控系統(tǒng)對(duì)客觀世界的感知主要集中于與目標(biāo)相關(guān)的客觀環(huán)境(簡(jiǎn)稱既定目標(biāo)環(huán)境),既定目標(biāo)環(huán)境之外的環(huán)境信息可通過(guò)其它方法采集。被測(cè)控系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的物或單一的樣本,可以是復(fù)雜的無(wú)人直接操縱的自動(dòng)系統(tǒng),可以是有人(群)在內(nèi)操作的大型自動(dòng)化系統(tǒng)或社會(huì)活動(dòng)系統(tǒng),也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態(tài)為目標(biāo)的傳感技術(shù)是醫(yī)療診治儀器的基礎(chǔ)和核心。操作人員可以是單人,但在系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。
伴隨著計(jì)算機(jī)、通訊、軟件和新材料、新技術(shù)等的快速發(fā)展與成熟,人工智能、在線測(cè)控成為可能,使儀器走向智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化。
數(shù)字儀器、智能儀器、個(gè)人計(jì)算機(jī)儀器、虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)儀器代表了20世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)儀器發(fā)展的主流與方向。
十二五”期間工信部已把傳感器及智能化儀器儀表擺到推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要位置,在工信部相關(guān)資源中對(duì)傳感器及智能化儀器儀表的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化予以支持。
數(shù)字化是智能儀器、個(gè)人儀器和虛擬儀器的基礎(chǔ),是計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入測(cè)量?jī)x器的前提。廣泛應(yīng)用于電子數(shù)字計(jì)算機(jī)、數(shù)控技術(shù)、通訊設(shè)備、數(shù)字儀表等方面,諸如人類臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC,愛(ài)思達(dá)金相顯微鏡,體視顯微鏡,X光檢查機(jī)等。
具體的需求主要分為以下幾個(gè)方面:
(1)高水平的科學(xué)研究和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展提高了對(duì)儀器儀表的需求,也深刻認(rèn)識(shí)到工業(yè)控制對(duì)控制理論的需求,而且鼓勵(lì)引導(dǎo)科學(xué)家們?nèi)ジ嚓P(guān)注自動(dòng)理論的研究工作。
(2)儀器儀表已成為現(xiàn)代國(guó)防建設(shè)所需裝備的重要組成部分,我國(guó)航天工業(yè)固定資產(chǎn)的1/3 是儀器儀表和計(jì)算機(jī);運(yùn)載火箭的儀器開(kāi)支占全部研制經(jīng)費(fèi)的1/2 左右;導(dǎo)彈的高精度制導(dǎo)、控制,航天經(jīng)緯測(cè)量和紅外成像、專用高溫實(shí)驗(yàn)設(shè)備等都是國(guó)防裝備中的重點(diǎn)產(chǎn)品。
(3)儀器儀表廣泛應(yīng)用于裝備、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工藝流程的測(cè)量和控制,是現(xiàn)代化大型重點(diǎn)成套裝備的重要組成部分,是信息化帶動(dòng)工業(yè)化的重要紐帶。據(jù)有關(guān)資料顯示,隨著裝備水平的提高,儀器儀表在工程設(shè)備總投資中的比重已達(dá)到18%左右;現(xiàn)代化的寶鋼技術(shù)裝備投資中,有1/3 的經(jīng)費(fèi)用于購(gòu)置儀器和自控系統(tǒng)。
(4)儀器儀表在探索人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、抵御自然災(zāi)害、實(shí)施有關(guān)法律(質(zhì)量、商檢、計(jì)量、環(huán)保等)的過(guò)程中作為重要實(shí)施手段和保障工業(yè)被普遍采用。