电子测量仪器发展现状及趋势.pptx
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1、电子测量仪器电子测量仪器现状及发展趋势现状及发展趋势电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:催化剂;倍增器;战斗力催化剂;倍增器;战斗力电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法量子基准;误差理论;远程校准量子基准;误差理论;远程校准电子测量仪器的分类与应用范围电子测量仪器的分类与应用范围功能相互渗透;功能相互渗透;类别界限混淆;面向应用类别界限混淆;面向应用-市场驱动创市场驱动创新新主要内容主要内容:党的十六大提出党的十六大提出:“优先发展信息产业,优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息在经济和社会领域广泛应用信息技术技术”,“坚持以信息化带动工业
2、化,以工业化促进信息化坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”。“装备制造业基础性强,关联度高,在很大程度上影响装备制造业基础性强,关联度高,在很大程度上影响着国民经济的发展。着国民经济的发展。”电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:从现在起到从现在起到20202020年年,我国科学和技术发展要以提升国我国科学和技术发展要以提升国家竞争力为核心,实现以下重要目标:家竞争力为核心,实现以下重要目标:一是掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业一是掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业核心技术,使制造业和信息产业术水平进入世界先进行列。核心技术,使制造业和信息
3、产业术水平进入世界先进行列。-2006-2006年年1 1月月2626日日“中共中央国务院关于实施科技规划中共中央国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定纲要增强自主创新能力的决定”未来未来1515年年8 8个目标之首个目标之首电子测量仪器的分类与应用范围电子测量仪器的分类与应用范围:中华人民共和国国务院中华人民共和国国务院20062006年年2 2月月9 9日公布日公布 确定了核心电子器件确定了核心电子器件,高端通用芯片高端通用芯片及基础软件及基础软件;极大规模集成电路制造技术及成套工艺;新一极大规模集成电路制造技术及成套工艺;新一代宽带无线移动通信代宽带无线移动通信;高档数控机床与
4、基础制造技术高档数控机床与基础制造技术;大型油大型油田及煤层气开发田及煤层气开发;大型先进压水堆及高温气冷堆核电站大型先进压水堆及高温气冷堆核电站;水水体污染控制与治理体污染控制与治理;转基因生物新品种培育转基因生物新品种培育;重大新药创制重大新药创制;艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治;大型飞机大型飞机;高分辨高分辨率对地观测系统率对地观测系统;载人航天与探月工程等载人航天与探月工程等1616个重大专项。个重大专项。电子测量仪器的分类与应用范围电子测量仪器的分类与应用范围:科学技术是第一生产力,而现代仪器设备则科学技术是第一生产力,而现代仪器设备则是第一生产
5、力的三大要素之一是第一生产力的三大要素之一我国科学仪器和现代计量技术的开拓者和组织者王大珩:我国科学仪器和现代计量技术的开拓者和组织者王大珩:仪器不是机器,仪器是认识世界的工具,而机仪器不是机器,仪器是认识世界的工具,而机器是改造世界的工具。仪器是认识未知世界的科学器是改造世界的工具。仪器是认识未知世界的科学工具,也是控制生产过程的工具。工具,也是控制生产过程的工具。测量技术是信息技术的重要组成部分,是信测量技术是信息技术的重要组成部分,是信息技术的源头息技术的源头 中国科学技术要像蛟龙一样腾飞,这条蛟龙的头是信息中国科学技术要像蛟龙一样腾飞,这条蛟龙的头是信息技术,仪器仪表则是蛟龙的眼睛,要
6、画龙点睛。技术,仪器仪表则是蛟龙的眼睛,要画龙点睛。电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:电子专用设备电子专用设备电子测量仪器电子测量仪器电子信息材料电子信息材料电子基础产品电子基础产品集成电路、显示器件、电子元器件、机电组件、软件集成电路、显示器件、电子元器件、机电组件、软件电子整机产品电子整机产品计算机、电视机、手机、雷达、交换机、传输设备、音响设备计算机、电视机、手机、雷达、交换机、传输设备、音响设备 仪器仪表是工业生产的仪器仪表是工业生产的“倍增器倍增器”,科学研究的科学研究的“先先行官行官”,军事上的,军事上的“战斗力战斗力”,以及现代社会活动的,以及现代社会
7、活动的“物物化法官化法官”。电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:科学技术的发展促进了人类社会的进步,而正是测量奠科学技术的发展促进了人类社会的进步,而正是测量奠定了科学发展的基础。人类用科学实验验证理论定了科学发展的基础。人类用科学实验验证理论,科学理论科学理论又产生巨大的社会效益,在世界科学发展的万里长征中,又产生巨大的社会效益,在世界科学发展的万里长征中,超过超过1/31/3的诺贝尔物理和化学奖授予了那些在测试仪器方面的诺贝尔物理和化学奖授予了那些在测试仪器方面有创新的科学家。有创新的科学家。电子测量技术与仪器按被测物理量性质电子测量技术与仪器按被测物理量性质不同
8、,已形成电子、电工、机械、热工、光学、声学等诸多不同,已形成电子、电工、机械、热工、光学、声学等诸多测量科学,测量科学,并强力推动着些行业的发展,堪称现代科学技并强力推动着些行业的发展,堪称现代科学技术和现代工业的催化剂。术和现代工业的催化剂。科学理论科学理论实验测量实验测量 技术进步技术进步电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量技术与仪器作为一种基础技术和基础产品,其电子测量技术与仪器作为一种基础技术和基础产品,其经济效益主要体现在所支撑的相关产业上。美国商务部的分经济效益主要体现在所支撑的相关产业上。美国商务部的分析报告指出:测量仪器仪表总产值仅占工业总产值
9、的析报告指出:测量仪器仪表总产值仅占工业总产值的4%4%,但,但其对国民经济生产总产值的拉动作用达到其对国民经济生产总产值的拉动作用达到66%66%,对于关连产对于关连产业和关连经济是不折不扣的倍增器。业和关连经济是不折不扣的倍增器。测量仪器仪表国民经济社会生活电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量仪器是一个国家的战略性产业和装备。电子测量仪器是一个国家的战略性产业和装备。这是因为一个国家的生产、科学研究、国防装备现代这是因为一个国家的生产、科学研究、国防装备现代化的标志就体现在是否具有国际先进水平的电子测量仪器。化的标志就体现在是否具有国际先进水平的电子测量仪
10、器。作为一种战略性储备物资,战时的生产、科研、装备能力作为一种战略性储备物资,战时的生产、科研、装备能力将在很大程度上取决于电子测量仪器的有无和水平,因此将在很大程度上取决于电子测量仪器的有无和水平,因此可以说其是一种战斗力。可以说其是一种战斗力。电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:电子信息产业所需要的电子专用设备仪器是电子信息电子信息产业所需要的电子专用设备仪器是电子信息产业的基础和重要组成部分,是装备制造业的重要分支产业的基础和重要组成部分,是装备制造业的重要分支,是电子信息产品生产工艺的高度物化,是知识、技术、资是电子信息产品生产工艺的高度物化,是知识、技术、资
11、金密集型产业,也是西方国家对我国实行技术封锁的重要金密集型产业,也是西方国家对我国实行技术封锁的重要领域,其中的半导体和集成电路专用设备仪器更被国际上领域,其中的半导体和集成电路专用设备仪器更被国际上称之为战略工业。同时,电子专用设备仪器的价格越来越称之为战略工业。同时,电子专用设备仪器的价格越来越贵,巨额投资已成为我国电子信息产业发展的制约因素。贵,巨额投资已成为我国电子信息产业发展的制约因素。电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:我国电子信息产业已成为国民经济增长的先导和支柱。但我国电子信息产业已成为国民经济增长的先导和支柱。但是作为核心技术和技术支撑的电子专用设备
12、仪器没有掌握在自是作为核心技术和技术支撑的电子专用设备仪器没有掌握在自己手里,电子信息产业所需要的设备仪器主要依靠进口,影响己手里,电子信息产业所需要的设备仪器主要依靠进口,影响了电子信息产业的自主发展和产业链建设。因此,振兴我国电了电子信息产业的自主发展和产业链建设。因此,振兴我国电子信息产业所需要的电子专用设备仪器制造业是实现我国由电子信息产业所需要的电子专用设备仪器制造业是实现我国由电子信息产业大国向电子信息产业强国转变的重大战略举措。子信息产业大国向电子信息产业强国转变的重大战略举措。当前,高指标的电子测量仪器当前,高指标的电子测量仪器和电子应用仪器依然是我国电和电子应用仪器依然是我国
13、电子仪器的薄弱环节,但最近子仪器的薄弱环节,但最近1010年,经过市场和技术推动,已年,经过市场和技术推动,已经有了长足进步,并在少数方经有了长足进步,并在少数方面接近国际先进水平。面接近国际先进水平。电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:2010 2010年,我国规模以上电子信息产业销售收入规模年,我国规模以上电子信息产业销售收入规模7.87.8万亿元,同比增长万亿元,同比增长29.5%29.5%。规模以上电子信息制造业工。规模以上电子信息制造业工业增加值增长业增加值增长16.9%16.9%,比上年加快,比上年加快11.6%11.6%,高出工业平均水,高出工业平均水平
14、平1.2%1.2%;实现销售产值;实现销售产值6339563395亿元,同比增长亿元,同比增长25.5%25.5%。数据来源:数据来源:2010年电子信息产业经济运行公报年电子信息产业经济运行公报电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:全行业对外贸易额达到全行业对外贸易额达到80478047亿美元,占全国外贸总额亿美元,占全国外贸总额的的37%37%。出口出口45954595亿美元,占全国出口总额的比重为亿美元,占全国出口总额的比重为37.7%37.7%。进口进口34523452亿美元,占全国进口总额的比重为亿美元,占全国进口总额的比重为36 1%36 1%。全行业规模以
15、上企业共有全行业规模以上企业共有2756927569家,从业人数家,从业人数777777万人。万人。其中:制造业其中:制造业1460114601家,从业人数家,从业人数675675万人。万人。软件业软件业1296812968家,从业人数家,从业人数102102万。万。电子信息服装家具电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:20102010年中国电子信息产业数据(续):年中国电子信息产业数据(续):20102010年我国电话用户超过年我国电话用户超过9 9亿户居世界第一亿户居世界第一 其中固定电话用户:其中固定电话用户:3.63.6亿亿 全国移动电话用户:全国移动电话用户:
16、6.16.1亿亿 固定电话普及率:固定电话普及率:27.027.0部部/百人百人 住宅电话普及率:住宅电话普及率:20.220.2部部/百人百人 移动电话普及率:移动电话普及率:45.645.6部部/百人百人 互联网用户互联网用户 2.12.1亿人,居世界第二亿人,居世界第二电子测量仪器在国家战略中的地位电子测量仪器在国家战略中的地位:强化引进消化吸收再创新的能力强化引进消化吸收再创新的能力 显著增强集成创新的能力显著增强集成创新的能力 逐步提高原始创新能力逐步提高原始创新能力 建立一批重点领域共性技术的开发平台建立一批重点领域共性技术的开发平台电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对
17、象和方法:量值的概念量值的概念:自自18751875年订立米制公约以来,国际单位制年订立米制公约以来,国际单位制(SI)(SI)在世界在世界范围内得到了广泛应用。范围内得到了广泛应用。SISI中定义了米、千克、秒、安培、中定义了米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉和摩尔开尔文、坎德拉和摩尔7 7个基本单位。个基本单位。基本单位的量值由计量基准所保存及复现。基本单位的量值由计量基准所保存及复现。19 19世纪下半叶到世纪下半叶到2020世纪上半叶,各国建立起了经典的世纪上半叶,各国建立起了经典的计量基准。这些计量基准一般是根据经典物理学的原理,计量基准。这些计量基准一般是根据经典物理学的原理,用某
18、种特别稳定的实物来实现,故称为实物基准。用某种特别稳定的实物来实现,故称为实物基准。秦始皇统一度量衡,规定了容积体积和秦始皇统一度量衡,规定了容积体积和长度的标准,甚至还规定了误差范围。长度的标准,甚至还规定了误差范围。电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:保存在巴黎国际计量局保存在巴黎国际计量局(BIPMBIPM)的根)的根X X型铂铱合金米尺型铂铱合金米尺原器:两条刻线间距离就定义为原器:两条刻线间距离就定义为长度单位米。长度单位米。保存在巴黎国际计量局保存在巴黎国际计量局(BIPMBIPM)的铂铱合金圆柱)的铂铱合金圆柱千千克原器砝码的质量就定义为质量克原器砝码的质量
19、就定义为质量单位克。单位克。电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:基本量和基本单位基本量和基本单位量量 符号符号 基本单位基本单位 符号符号 目前定义目前定义时间时间长度长度质量质量电流电流T T Second Second 秒秒 s s秒是与秒是与CsCs原子基态的两个超精细能级间跃迁原子基态的两个超精细能级间跃迁相对应的辐射的相对应的辐射的9 192 631 770 9 192 631 770 个周期的持个周期的持续时间续时间。x Metre x Metre 米米 m m米是光在真空中于(米是光在真空中于(1/299 792 4581/299 792 458)秒时)秒时
20、间间隔内所经路径的长度。间间隔内所经路径的长度。m Kilogram m Kilogram 千克千克 kgkg千克是质量的单位,国际千克原器的质量精千克是质量的单位,国际千克原器的质量精确地等于确地等于1 1千克。千克。I Ampere I Ampere 安培安培 A A安培是电流单位,在真空中,截面积可忽略的安培是电流单位,在真空中,截面积可忽略的两根相距两根相距1 1米的无限长平行圆直导线内通以等米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为度上为210210-7-7牛顿,则每根导线中的电流为牛顿,则每根导线中的电流为1
21、 1安培。安培。电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:热力学温度热力学温度 T TKelvin Kelvin 开尔文开尔文 K K开尔文是热力学温度单位,水的三相点的热开尔文是热力学温度单位,水的三相点的热力学温度精确地等于力学温度精确地等于273.16273.16开尔文。开尔文。物质的量物质的量m Mole m Mole 摩尔摩尔 molmol摩尔是一特定基本单元的物质的量的单位,摩尔是一特定基本单元的物质的量的单位,该基本单元可以是原子、分子、离子、电子、该基本单元可以是原子、分子、离子、电子、其他粒子,或这些粒子的特定组合,碳其他粒子,或这些粒子的特定组合,碳-12-
22、12的克分子质量精确地等于的克分子质量精确地等于0.0120.012千克每摩尔。千克每摩尔。发光强度发光强度 L LCandela Candela 坎德拉坎德拉 cdcd坎德拉是给定方向上的发光强度的单位,频坎德拉是给定方向上的发光强度的单位,频率为率为5401012 5401012 赫兹的单色辐射的光谱光视赫兹的单色辐射的光谱光视效能精确地等于效能精确地等于683683流明每瓦特。流明每瓦特。基本量和基本单位基本量和基本单位量量 符号符号 基本单位基本单位 符号符号 目前定义目前定义电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:由实物基准定义的量值:由实物基准定义的量值:电子测量
23、技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:除了除了7 7个基本量外还定义了个基本量外还定义了2 2个辅助量和个辅助量和1919个导出量:个导出量:2 2个辅助量:个辅助量:平面角平面角弧度(弧度(radrad)立体角立体角球面度(球面度(srsr)电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:1919个导出量个导出量:参数名称参数名称 参量单位参量单位缩写符号缩写符号量值量值频率频率赫兹赫兹Hz Hz 1/s1/s力力牛顿牛顿N Nkg.m/skg.m/s2 2压力压力帕斯卡帕斯卡Pa Pa N/mN/m2 2功或能量功或能量 焦耳焦耳J JN.mN.m功率功率瓦特瓦特W
24、WJ/sJ/s电位电位伏特伏特V VW/AW/A电阻电阻欧姆欧姆V/AV/A电荷量电荷量库仑库仑C CA.sA.s电容电容法拉法拉F FC/VC/V电导电导西门子西门子S SA/VA/V磁通量磁通量 韦伯韦伯Wb Wb V.sV.s电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:参数名称参数名称 参量单位参量单位缩写符号缩写符号量值量值磁通量密度磁通量密度特斯拉特斯拉T TWb/mWb/m2 2电感电感亨利亨利H HWb/AWb/A摄氏温度摄氏温度摄氏度摄氏度KKKK光通量光通量流明流明lmlmcd.srcd.sr光照度光照度勒克斯勒克斯Lx Lx lm/mlm/m2 2放射性活度放
25、射性活度贝可勒尔贝可勒尔Bq Bq 1/s1/s吸收剂量吸收剂量戈瑞戈瑞GyGyJ/kgJ/kg剂量当量剂量当量 希沃特希沃特Sv Sv M M2 2s s-2-21919个导出量个导出量:电子测量技术研究的对象和方法电子测量技术研究的对象和方法:单位制的倍率因子单位制的倍率因子倍率因子倍率因子名称名称符号符号10102424尧尧 它它 Y Y10102121泽泽 它它 Z Z10101818艾艾 可萨可萨 E E10101515拍拍 它它 P P10101212太太 拉拉 T T10109 9吉吉 咖咖 G G10106 6兆兆M M10103 3千千k k10102 2百百h h电子测量技
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