电气测量技术的现状及发展

电气测量技术的现状及发展

摘要：电子自动化测量设备是实现电气自动化的重要组成部分，科学技术的迅速发展，为电气自动化测量设备的更新和进步提供了技术支持。随着科学技术的迅猛发展，电气设备发展日新月异。尤其是以计算机、信息技术为代表的高新技术的发展，使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化，传统的电气设备设计、制造技术不断吸收信息控制、材料、能源及管理等领域的现代成果，综合应用于产品设计、制造、检测、生产管理和售后服务。这些领域的发展，离不开测量。其中，国防更是离不开测量。电气测量技术的现状与发展令人堪忧。关键字：电气现状应用发展测量

正文：

我国仪器科技的发展现状：测量技术与仪器涉及所有物理量的测量，对于材料、工程科学、能源科学关系密切。由于长期习惯仿制国外产品，我国的仪器仪表工业缺乏创新能力，跟不上科学研究和工程建设的需要。我国仪器科学与技术研究领域积累了大量科研成果，许多成果处于国际领先水平，有待筛选、提高和转化，但产业化程度很低，没有形成具有国际竞争力的完整产业。

1、电气测量技术的现状

目前，我国电气自动化测量技术虽然取得了一定的进步，但是整体发展水平还是落后的。首先，仪器仪表与测量控制现状同国际先进水平相比，还存在着很大的差距。差距是全方位的，最主要的有如下三点：我国仪器仪表产业规模小、产值低；于我国仪器仪表产品质量上、品种上还存在不少问题，产品的可靠性和稳定性，长期以来没有得到根本解决，严重影响到市场销售和正常使用，许多大型精密仪器我国还生产不出来，国内需求的满足几乎全部依赖进口；我国仪器仪表产业创新能力不强，还无法承担起科技创新主体的责任。国际上仪器仪表科技创新发展极快，而我国仪器仪表产品不少还沿自于 20 世纪 80 年代技术引进的产物，自主创新能力不强。鉴于此，我国应加强电气自动化测量技术的研究力度，总结经验，不断创新，促进我国电气自动化测量技术的不断发展。

2、电气自动化测量设备的典型应用

某企业生产的航天工业用的某种复合材料，传统的测量方法需要几个技术人员花费十几个工时进行测量，并且随着复合材料结构逐渐的复杂，承力结构不断的更新，其对复合材料的可靠性与质量的要求越来越高，因此采用 Boeing、Airbus 自动化测量设备进行复合材料的测量，通过超声穿透法，利用安装在两个对称的多轴扫描机构，使两个探头能够在被测复合材料的构件之间进行自动化扫描，通过声波在复合材料的衰减变化测量复合材料的缺陷。此外，通过扫描与同步控制技术，超声测量设备能够对邻近的工件进行型面跟踪与同步控制，利用入射声波在复合材料中传播产生反射信息进行评估与缺陷识别，再通过运动编程与数控系统的作用下，将超声换能器安装在多轴扫描机构上，通常复合材料的单个铺层厚度为 0.125mm 左右，因此采用反射法测量，只需要测量一个工件，就能完成对多个型面的跟踪测量。

3、电气测量技术的发展

（1）工业自动化仪表与控制系统

在工业自动化仪表方面，近年来温度仪表的重要进展主要体现在红外热像仪的应用迅速扩大。流量仪表内锥流量计创新成果显著，我国已经拥有各种与V 锥相关或相近的流量计产品专利超过20项，其中至少6项目是发明专利，超过了美国，成为V锥流量计专利高产国。国产低端压力变送器和带HART功能的压

力变送器近年来也发展很快，品种多、规格全、价格低，在市场上已经很具竞争力。控制阀行业近年来的进展是显著的，产品“跑冒滴漏”现象得到很大改进，不少产品质量达到国外主流产品水平。

在控制系统方面，进展令人鼓舞。国产DCS系统已经进入大型超临界火电机组控制系统。2007年1月，上海自动化仪表股份有限公司的DCS系统在襄樊电厂首台600MW超临界机组上投运成功移交生产。国电智深公司于2007年11月成功签定江苏1000MW超临界机组自动化控制系统项目，并于2008年3季度成功中标两项大型超临界火电机组自动化控制系统项目。和利时公司和浙江中控公司的DCS系统，近年来在大型交通和石化工程项目上都得到了成功应用。特别应该提到的是，国产DCS系统在核电工程上的应用已经进入核岛控制系统。浙江中控软件技术有限公司按照ISA-95中定义的MES系统模型，开发了ESP-Supplant Production Suite软件，它涵盖了ISA-95大部分功能，应用取得良好业绩。该公司已经成为ISA-95的正式会员，直接参与MES标准的制定。和利时公司2007年被ARC和控制杂志评为全球50强过程自动化公司，浙江中控公司在评选过程中也被提名，这标志着我国自动化控制系统的企业已经进入可参与国际竞争的新境地。

（2）科学仪器

科学仪器最能体现仪器仪表既是知识创新和技术创新的重要工具，也是科技创新研究的主题内容之一和创新成就的重要体现。

近年来，在国家的大力支持下，科学仪器获得了很快发展，以质谱仪为代表的高端科学仪器取得了重大进展，出现了可以与国外产品竞争的国产色——质联用仪器。特别是，我国“嫦娥”环月空间卫星上天，就携带了我国自主研发的多光谱遥测、信号传送仪器。四川汶川大地震，全国各地很快送去了大量环境、水文测量便携式分析仪器，表明了我国科学仪器产业的实力。

必须着重强调的是，嫦娥一号卫星携带的8种探测仪器，它们是用于月球表面三维影像探测的CCD相机和激光高度计;用于月表化学元素与物质成分及丰度探测的干涉成像光谱仪、γ射线谱仪、X射线谱仪;用于月壤厚度探测的微波探测仪;用于地月空间环境探测的太阳高能粒子探测器和两台低能粒子探测器等，全都是我国科技人员自主设计研制的。这些仪器不仅总体上达到了国际同类仪器的技术水平，而且在不少方面还有我国自己的特点和创新。这8种探测仪器的特点和创新包括：实现首次对月球表面进行全月面三维立体照相，这对月球表面形貌、地质构造、撞击坑等研究具有重要意义;所使用的伽马射线谱仪探测的分辨率和灵敏度比国际上以往月球探测中使用的同类仪器要高，所以有可能探测到更多元素等等。这一项进展被专家们认为是近两年来我国仪器仪表最重大的进展。此外，近年来在科学仪器领域我国还取得了多项很有价值的进展。比如，自主研制出领先国际的分子束科学仪器——氢原子里德伯态飞渡时间谱交叉分子束装置;国际第一台真空紫外激光角分辨光电子能谱仪;离子迁移谱探测技术痕量爆炸物快速检测仪;新型生命探测仪器“SJ—3000搜救雷达”;便携式高分辨浅水多波束测深仪;光学捕获理论研究取得进展;光学相干层析成像技术及相关仪器开发取得多方面进展等等。

4、电子与电工测量仪器

这里，我们只列举两项突出的进展。一是微波毫米波矢量网络分析仪器跨入了世界先进行列，二是电能表综合技术达到国际先进水平。矢量网络分析仪是现代电子装备必备的关键的测试设备。我国在前几年研制成功矢量网络分析仪基础