我國計量?jì)x器的現狀與發(fā)展趨勢分析    
    按照應用領(lǐng)域和儀器原理相結合的分類(lèi)原則，即“先按大的應用領(lǐng)域分大類(lèi)；然后在每一大類(lèi)內先按原理分；按原理不好分時(shí)，再按具體應用分”的分類(lèi)原則對儀器儀表進(jìn)行分類(lèi)。從科學(xué)性、實(shí)用性考慮，計量?jì)x器屬于科學(xué)儀器的一部分。因為技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科的交叉，一些計量?jì)x器又被劃分到電子電工測量?jì)x器或自動(dòng)化儀表和控制系統中。但是不管怎樣分類(lèi)，計量?jì)x器已經(jīng)隨著(zhù)我國能源及重化工等國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，石油、化工、冶金、電力、機械行業(yè)的重大裝備的大型化、復雜化得到了長(cháng)足進(jìn)步。現代企業(yè)對自動(dòng)化儀表與系統的要求越來(lái)越高，同時(shí)也對計量?jì)x器提出了更高的要求。本文針對我國計量?jì)x器的現狀、與國外同行業(yè)比較及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。
 
          我國計量?jì)x器的基本狀況 
 
          1.種類(lèi)齊全  
  
      幾十年來(lái)我國儀器科技產(chǎn)品基本上劃歸機械系統管理，但是作為信息源頭的儀器儀表，機械部門(mén)的儀表企業(yè)不能滿(mǎn)足其他行業(yè)的需求，所以在信息、科學(xué)、教育、國防科工、航天航空、石油化工、食品醫藥等20多個(gè)部門(mén)先后建立了一大批有相當規模的儀器儀表企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)著(zhù)種類(lèi)齊全的計量?jì)x器。近20年來(lái)有大量民營(yíng)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入計量?jì)x器領(lǐng)域，并且形成規模，同時(shí)國外企業(yè)以獨資、合資、合作形式在中國建立生產(chǎn)廠(chǎng)。
 
          2.企業(yè)規模小效率低  
  
      2005年我國儀器儀表行業(yè)規模總產(chǎn)值約為1780億元，占國內生產(chǎn)總值（GDP）的0.975%，2006年儀表行業(yè)的增長(cháng)率超過(guò)26%，2007年的年增長(cháng)率也會(huì )超過(guò)20%。整個(gè)儀器儀表行業(yè)銷(xiāo)售的絕大部分份額來(lái)自工作計量?jì)x表，計量?jì)x器的銷(xiāo)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(chǎn)計量?jì)x器的公司的銷(xiāo)售額只有幾千萬(wàn)元，從業(yè)人員只有數十個(gè)。同時(shí)我國整個(gè)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(chǎn)品檔次低  
  
      目前我國國產(chǎn)計量?jì)x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(shù)機構的主要標準器采用國外產(chǎn)品。中國計量科學(xué)研究院雖然在“NIM4激光冷卻-銫原子噴泉時(shí)間頻率基準裝置”和“量子化霍爾電阻基準”項目連續兩年榮獲國家科技進(jìn)步一等獎，但是我國生產(chǎn)的大量計量?jì)x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(huì )做出決定，從2005年起的4年內，水銀溫度計將從歐洲市場(chǎng)上消失，2011年起禁止這種溫度計出口，歐美已經(jīng)大量使用數字溫度計。無(wú)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(wú)法與數字溫度計相比。從高端儀表方面看，我們可以看到可以校準51/2和61/2位數字多用表的計量?jì)x器幾乎全被美國FLUKE壟斷。
 
          產(chǎn)業(yè)發(fā)展國內外主要差距 
 
          1.傳感器技術(shù)方面差距  
  
     技術(shù)方面的最主要差距是傳感器技術(shù)方面差距，傳感器技術(shù)是涉及機理研究與分析、設計與研制，涉及材料、精密制造學(xué)科的綜合技術(shù)，是一門(mén)多學(xué)科交叉的現代科學(xué)技術(shù)。近年在國家的大力扶持下，傳感器領(lǐng)域呈現出良好發(fā)展勢頭。
 《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要(2006～2020)》在支持的重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題中列入“傳感器網(wǎng)絡(luò )及智能信息處理”。現在我們已經(jīng)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(shù)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(lǐng)域取得了巨大成績(jì)。但是我們傳感器生產(chǎn)工藝不穩定，廢品率高，高性能傳感器還不能自主生產(chǎn)。例如：石英晶體壓力傳感器的穩定性好、準確度高，現在主要由美國生產(chǎn)企業(yè)掌握核心技術(shù)，我國目前還無(wú)法實(shí)現批量生產(chǎn)，只是處于實(shí)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?jì)x器水平的另一項重要因素。計量?jì)x器的長(cháng)期穩定性是評價(jià)產(chǎn)品性能的關(guān)鍵指標，生產(chǎn)計量?jì)x器的工藝直接影響產(chǎn)品的性能。因為計量?jì)x器產(chǎn)品的批量小、品種多，所以要形成穩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?jì)x器生產(chǎn)方面體現更為明顯，因為眾所周知的原因，我國無(wú)法引進(jìn)國外先進(jìn)設備，我們在精密機械技術(shù)、高密封技術(shù)、特種加工技術(shù)、集成技術(shù)、薄膜技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域無(wú)法取得大面積突破。目前已經(jīng)有相當多的國內行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)為了保證產(chǎn)品質(zhì)量開(kāi)始走小而全的道路。
 
          3.創(chuàng )新能力方面差距  
  
     在高端市場(chǎng)被國外企業(yè)占領(lǐng)的狀況下，我們在個(gè)別領(lǐng)域取得突破。例如：信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所生產(chǎn)的矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀，該產(chǎn)品的設計和制造水平跨入了世界先進(jìn)行列，成為繼美國之后世界上第二個(gè)掌握此項技術(shù)的國家，產(chǎn)品的技術(shù)水平與品種可以與國外同行相媲美。但是，我國計量?jì)x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?jì)x器大部分覆蓋低端市場(chǎng)，差距主要體現在性能落后、功能抄襲。國內現有產(chǎn)品準確度等級與國外相比差1個(gè)數量級。在功能上，目前國外產(chǎn)品智能化程度已經(jīng)相當高，經(jīng)過(guò)數字化處理的信號更接近真實(shí)值，網(wǎng)絡(luò )化已經(jīng)大量應用。在國外幾乎已經(jīng)普及的數字溫度計在我國才剛開(kāi)始起步，國內大量用戶(hù)還停留在數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  
  
     數字技術(shù)的出現把模擬儀器的準確度、分辨力與測量速度提高了幾個(gè)量級，為實(shí)現測試自動(dòng)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(zhì)的變化，從個(gè)別參量的測量轉變成測量整個(gè)系統的特征參數，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(gè)儀器進(jìn)行測量轉變成用測量系統進(jìn)行測量。計量?jì)x器技術(shù)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，溫度從接近絕對零度到1010℃。如測量準確度，時(shí)間測量從30萬(wàn)年不差1秒提高到600萬(wàn)年不差1秒。
 
          2.追求高穩定性和高可靠性  
  
      隨著(zhù)儀器儀表和測控系統應用領(lǐng)域的不斷擴大，可靠性技術(shù)在航天航空、電力、冶金、石油化工等大型工程和工業(yè)生產(chǎn)中起到維護正常工作的重要作用。保障現場(chǎng)儀器儀表的測控系統正常工作的計量?jì)x器也要求高穩定性和高可靠性。因為新材料的出現和各種加工技術(shù)的發(fā)展，現代計量?jì)x器的可靠性按平均無(wú)故障時(shí)間與10年前相比提高了3倍。
 
          3.微型便攜化  
  
      計量?jì)x器的應用場(chǎng)合已經(jīng)走出實(shí)驗室，無(wú)論是現場(chǎng)校準還是環(huán)境保護的現實(shí)需求都需要便攜式計量?jì)x器。超大規模集成（VLSI）新器件、微機電系統（MEMS）、圓片規模集成（WSI）和多芯片模塊（MCM）等；采用微控技術(shù)、微加工技術(shù)、微檢測技術(shù)、微光源、微分光光學(xué)系統、微傳感器等，使計量?jì)x器產(chǎn)品體積縮小，精度提高成為可能。
          對策  
  
      在計量?jì)x器市場(chǎng)競爭日益激烈的形勢下，眾多國外儀器儀表廠(chǎng)商看好中國市場(chǎng)，紛紛在我國建立生產(chǎn)廠(chǎng)或尋找代理商開(kāi)發(fā)中國市場(chǎng)。對此，我國應該形成完善的對策來(lái)發(fā)展本國企業(yè)。首先，長(cháng)期規劃，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(jìn)和稅收優(yōu)惠政策。最后，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(jīng)欣喜看到有一批計量?jì)x器生產(chǎn)企業(yè)將研發(fā)資金提高到年銷(xiāo)售額的10%以上。