綜觀科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，往往是由于新的觀測(cè)手段的發(fā)明而開(kāi)展起來(lái)的。以物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者為例，百分之五十的工作是得益于新的儀器或測(cè)試手段的發(fā)明創(chuàng)造。儀器儀表也是實(shí)現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)換、存貯、處理和揭示物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的必備工具，儀器儀表裝備水平在很大程度上反映出一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力發(fā)展和現(xiàn)代化水平。

一、 儀器儀表發(fā)展概況
　　50年代初期，儀器儀表取得了重大突破，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問(wèn)世，把模擬儀器的精度、分辨力與測(cè)量速度提高了幾個(gè)量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化打下了良好的基礎(chǔ)。
　　60年代中期，測(cè)量技術(shù)又一次取得了進(jìn)展，計(jì)算機(jī)的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個(gè)別電量的測(cè)量轉(zhuǎn)變成測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的特征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)變成用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。
　　70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表中的進(jìn)一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域（Data domain）測(cè)試。
　　80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開(kāi)始朝鍵盤(pán)化方向發(fā)展，過(guò)去直觀的用于調(diào)節(jié)時(shí)基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤(pán)，選擇電壓電流等量程或功能的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，通、斷開(kāi)關(guān)鍵已經(jīng)消失。測(cè)量系統(tǒng)的主要模式，是采用機(jī)柜形式，全部通過(guò)IEEE-488總線送到一個(gè)控制器上。測(cè)試時(shí)，可用豐富的BASIC語(yǔ)言程序來(lái)高速測(cè)試。不同于傳統(tǒng)獨(dú)立儀器模式的個(gè)人儀器（Personal instrument）已經(jīng)得到了發(fā)展。
90年代，儀器儀表與測(cè)量科學(xué)進(jìn)一步取得重大的突破性進(jìn)展。這個(gè)進(jìn)展的主要標(biāo)志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1． 微電子技術(shù)的進(jìn)步將更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計(jì)；
2． DSP芯片的大量問(wèn)世，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)處理功能大大加強(qiáng)；
3． 微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；
4． 圖像處理功能的增加十分普遍；
5． VXI總線得到廣泛的應(yīng)用。

二、 國(guó)外儀器儀表發(fā)展特點(diǎn)
1． 新技術(shù)的應(yīng)用
　　目前普遍采用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAT（計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試）、DSP（數(shù)字信號(hào)處理）、ASIC（專(zhuān)用集成電路）及SMT（表面貼裝技術(shù)）等。
2． 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化
　　注重性能價(jià)格比。在重視高檔儀器開(kāi)發(fā)的同時(shí)，注重高新技術(shù)和量大面廣產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。
　　注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機(jī)，更注重系統(tǒng)、產(chǎn)品軟化，隨著各類(lèi)儀器裝上了CPU，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力。今后的儀器歸納成一個(gè)簡(jiǎn)單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件，AD芯片將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)軟件處理變換后用DA輸出。
3． 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則發(fā)生了變化
　　從技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，從一味追求高精尖轉(zhuǎn)為"恰到好處"。開(kāi)發(fā)一項(xiàng)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)則是，用戶(hù)有明確的需求；能用最短的開(kāi)發(fā)時(shí)間投放市場(chǎng)；功能與性能要恰到好處；產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢(shì)。
4． 生產(chǎn)技術(shù)注重專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)，不搞大而全
　　生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。目前多以GP-IB儀器組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。生產(chǎn)線上盡是一個(gè)個(gè)大的測(cè)試柜，快速地進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印出結(jié)果。

三、 國(guó)外儀器儀表發(fā)展趨勢(shì)
1． 自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)
　　工業(yè)自動(dòng)化控制儀表主要包括變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，，控制儀表從基地式調(diào)節(jié)器（變送、指示、調(diào)節(jié)一體化的儀表）開(kāi)始，經(jīng)歷了氣動(dòng)、電動(dòng)單元組合儀表到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DDC），直至今日的分散控制系統(tǒng)DCS。DCS已經(jīng)走過(guò)了20多年的里程，DCS以其高度的可靠性、強(qiáng)大而易于擴(kuò)充的功能、漂亮的圖形界面、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法、開(kāi)放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點(diǎn)，得到迅速的發(fā)展，成為計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。PLC以其結(jié)構(gòu)緊湊、功能簡(jiǎn)單、速度快、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，迅速獲得廣泛應(yīng)用，已成為與DCS并駕齊驅(qū)的另一種主流工業(yè)控制系統(tǒng)。目前以PLC為基礎(chǔ)的DCS發(fā)展很快，PLC與DCS相互滲透、相互融合、相互競(jìng)爭(zhēng)，已成為當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
（1） 開(kāi)放化
　　開(kāi)放化及小型化（Down Sizing）、顧客服務(wù)系統(tǒng)等新的、關(guān)鍵技術(shù)已進(jìn)入自動(dòng)化行業(yè)，與以往DCS相對(duì)應(yīng)的PC機(jī)控制系統(tǒng)也已經(jīng)出現(xiàn)。近幾年P(guān)C機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，將對(duì)今后產(chǎn)生重大影響。開(kāi)放化潮流的背景，有下述兩方面：
　　a． 大量生產(chǎn)的PC機(jī)，已在企業(yè)和家庭中廣泛作為信息設(shè)備。
　　b． 控制系統(tǒng)的范圍逐漸擴(kuò)大，用戶(hù)希望自選設(shè)備，并能簡(jiǎn)單方便地把它們相互連接起來(lái)，進(jìn)行統(tǒng)一管理。
（2） 提供新的服務(wù)
　　a． 系統(tǒng)集成SI（System Integrator）
　　開(kāi)放化通過(guò)多賣(mài)方技術(shù)設(shè)備的綜合，建立系統(tǒng)，這就需要高效運(yùn)行的控制系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)，根據(jù)用戶(hù)對(duì)象，熟悉系統(tǒng)中各種自動(dòng)化儀表，選擇最佳設(shè)備。今后的趨勢(shì)是由專(zhuān)門(mén)的SI部門(mén)來(lái)代替用戶(hù)組成系統(tǒng)。
　　b. 系統(tǒng)維修
　　用通用信息處理設(shè)備組成的控制系統(tǒng)，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，判別哪臺(tái)設(shè)備出故障是非常困難的，儀表制造廠不僅要對(duì)自己的產(chǎn)品，還必須對(duì)在系統(tǒng)中的通用信息處理設(shè)備提供一定程度的綜合維修服務(wù)。
　　DCS經(jīng)歷了初創(chuàng)（1975-1980）、成熟（1980-1985）、擴(kuò)展（1985以后）幾個(gè)發(fā)展時(shí)期，在控制功能完善、信息處理能力、速度及組態(tài)軟件等方面取得了令人矚目的成就，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主流。當(dāng)今幾乎每個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都生產(chǎn)自己的DCS，生產(chǎn)廠家一百多家，已銷(xiāo)售幾萬(wàn)臺(tái)套。主要生產(chǎn)廠家集中在美國(guó)、日本、德國(guó)等多家公司，如美國(guó)的霍尼韋爾（Honeywell），TDC300、TDC3000X、S9000；Foxboro,I/AS;Westing House,WDPF;ABB,MOD300; 日本橫河（Yokoyawa）,CENUM,Μxl; 日立HIACS3000、5000；德國(guó)的西門(mén)子（Siemens）,TelenermM、SIPAOS200；加拿大貝萊（BAILEY），N90。
　　目前世界上約有200家PLC生產(chǎn)廠家，目前占控制市場(chǎng)份額30%。主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)的AB公司，莫迪康公司、GE公司、德國(guó)的西門(mén)子公司、法國(guó)的Teleme Cangue公司、日本的歐姆龍公司、三菱電機(jī)公司。PLC將與IPC、DCS集成，PLC逐漸成為占自動(dòng)化裝置及過(guò)程控制系統(tǒng)最大市場(chǎng)份額的產(chǎn)品。據(jù)美國(guó)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2000年P(guān)LC占控制市場(chǎng)份額將超過(guò)50%。
　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是九十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)儀表（包括變送器、執(zhí)行器、記錄儀、單回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器、流程分析器等）與基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。有人預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS（Fieidbus Control System）將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角，Internet和Intranet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產(chǎn)到管理、直到經(jīng)營(yíng)的方方面面。
（3） 自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)需求將快速增長(zhǎng)
　　全球的自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額預(yù)測(cè)如下：全球的過(guò)程自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售額，在1996年達(dá)461億美元，到2001年將半長(zhǎng)到559億美元，預(yù)計(jì)在2006年將達(dá)到700億美元。從1996年到2001年間的年平均增長(zhǎng)率為3.9%，而從2001年到2006年年平均增長(zhǎng)率將達(dá)到4.6%，以不變價(jià)格計(jì)算，則2006年的銷(xiāo)售額為761億美元。主要應(yīng)用于玻璃、陶瓷、鋼鐵和有色金屬工業(yè)、軋鋼和鋁板材工業(yè)、化學(xué)、食品和制藥業(yè)、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)、環(huán)保、礦山、石油和天燃?xì)夤�業(yè)等。
　　在1996年的自動(dòng)化產(chǎn)品，系統(tǒng)和維修的461億美元中，有406億美元是屬于自動(dòng)化工程項(xiàng)目方面，有54億美元是用于操作方面。測(cè)量和自動(dòng)化技術(shù)作為新的投資，在工廠現(xiàn)代化投資中將增長(zhǎng)2-3倍。到2006年全球過(guò)程自動(dòng)化產(chǎn)品的市場(chǎng)需求情況為：礦山工業(yè)為70億美元、原材料工業(yè)為90億美元、過(guò)程工業(yè)為360億美元、電站為110億美元、環(huán)保工業(yè)為70億美元。就全球地區(qū)而言，北美占27.2%、西歐占26%、亞非（不包括日本）占21.1%、日本占12.3%、東歐占4.7%、南美占4.9%，其它地區(qū)占3.7%，從中看出亞非地區(qū)的市場(chǎng)發(fā)展前景最好。
2． 科學(xué)儀器
　　科學(xué)儀器含光學(xué)儀器和分析析器
　　A． 光學(xué)儀器
　　光學(xué)儀器是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源勘探、空間探索、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、國(guó)防建設(shè)以及社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域不可缺少的觀察、測(cè)試、分析、控制、記錄和傳遞和工具。特別是現(xiàn)代光學(xué)儀器的功能已成為人腦神經(jīng)功能的延伸和拓展。
　　集成電路生產(chǎn)所用制造設(shè)備品種的40%、數(shù)量的60%都是光學(xué)設(shè)備，而檢驗(yàn)儀器所占比重就更大。計(jì)量工作約有90%屬幾何尺寸測(cè)量 ，其中主要用光學(xué)計(jì)量?jī)x器來(lái)完成。過(guò)去在計(jì)量室測(cè)量一個(gè)凸輪需要數(shù)小時(shí)；現(xiàn)在在車(chē)間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，用計(jì)算機(jī)控制的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量只需10分鐘。軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件極其惡劣，被測(cè)件溫度超過(guò)1000℃。運(yùn)動(dòng)速度為數(shù)米每秒，并伴有振動(dòng)、高溫、氧化層飛濺、冷卻水霧彌漫和強(qiáng)電磁干擾，但是利用CCD光電在線測(cè)徑系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中進(jìn)行在線尺寸檢測(cè)，控制了生產(chǎn)流程，就能保證產(chǎn)品高質(zhì)量和生產(chǎn)高效率。
　　光學(xué)遙感儀器幫助人類(lèi)解決面臨的能源、糧食、氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的重大問(wèn)題。在15號(hào)阿波羅飛船上裝載的光學(xué)遙感儀器就有近十種。美國(guó)在70年代先后發(fā)射三顆陸地衛(wèi)星，化費(fèi)2.5億美元，但所獲經(jīng)濟(jì)效益大得多，其中僅用遙感儀器監(jiān)視洪水、探測(cè)農(nóng)作物病蟲(chóng)害、改進(jìn)油田勘探以及糧食估產(chǎn)等幾項(xiàng)，每年的經(jīng)濟(jì)收益估計(jì)就達(dá)15億美元以上。
　　由于光電系統(tǒng)具有光學(xué)和電子兩方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而能滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)監(jiān)控以及圖象分析、精密測(cè)量、信息處理和偉輸、微觀觀察、記錄、顯示、傳遞和儲(chǔ)存；利用光電轉(zhuǎn)換能在太空、深水、高溫、有毒有害氣體、核輻射等各種特殊環(huán)境下正常地工作。因此光機(jī)電一體化的現(xiàn)代光學(xué)儀器或光電儀器設(shè)備應(yīng)用十分廣泛。
　　現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展趨勢(shì)
　　隨著光學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的全球性調(diào)整，主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的光學(xué)儀器已向現(xiàn)代光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變。美日德等國(guó)為了發(fā)展現(xiàn)代化的光學(xué)儀器工業(yè)，大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用各種新技術(shù)、新器件、新材料、新原理，系統(tǒng)地應(yīng)用光機(jī)電算綜合技術(shù)，以最快的速度開(kāi)發(fā)新穎的高附加值產(chǎn)品投入市場(chǎng)。使光學(xué)儀器向產(chǎn)業(yè)高技術(shù)化、產(chǎn)品高附加值化和智能化、企業(yè)集團(tuán)化和國(guó)際化、制造技術(shù)柔性化方向發(fā)展。
▲ 現(xiàn)代光學(xué)儀器的特征
　　（1） 現(xiàn)代光學(xué)儀器沖破了傳統(tǒng)現(xiàn)論（以幾何光學(xué)或物理光學(xué)為基礎(chǔ)）的束縛，光學(xué)技術(shù)同其它學(xué)科和技術(shù)不斷融化、滲透，派生出新的學(xué)科分支，形成許多交叉發(fā)展的領(lǐng)域，打破了長(zhǎng)期來(lái)光學(xué)的傳統(tǒng)應(yīng)用范圍。如以傅里葉變換原理為基礎(chǔ)的各類(lèi)傅里葉變換光譜儀；基于光聲效應(yīng)的激光光聲光譜儀；利用激光開(kāi)拓新的測(cè)量原理、方法，使眾多的激光計(jì)量檢測(cè)儀器問(wèn)世，激光技術(shù)與傳統(tǒng)的顯微鏡相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出激光掃描顯微鏡系列產(chǎn)品；得用光電轉(zhuǎn)換原理生產(chǎn)了一大批新穎的光電儀器。許多新技術(shù)如激光、紅外、光纖、光信息處理、微光學(xué)等得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
　　（2） 在結(jié)構(gòu)上打破了以光學(xué)和機(jī)械為主體的基本框架，集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)于一體，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其軟件成為儀器不可分割的重要組成部分。
（3） 擺脫了傳統(tǒng)光學(xué)儀器離不開(kāi)人的操作和觀測(cè)的經(jīng)典模式，操作、檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理和信息傳遞實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工作效率、文憑性和可靠性是傳統(tǒng)光學(xué)儀器無(wú)可比擬的。
　　（4） 在設(shè)計(jì)方法上日益采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和"三化"設(shè)計(jì)。整個(gè)系列產(chǎn)品品種之間零部件通用性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，標(biāo)準(zhǔn)件多，因而使儀器成本下降，質(zhì)量提高。
　　（5） 現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更全面、更嚴(yán)格。過(guò)去，評(píng)價(jià)傳統(tǒng)光學(xué)儀器的質(zhì)量，主要著眼于功能指標(biāo)，即儀器的使用范圍、精度等級(jí)、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)特性等。如今較全面地客觀評(píng)價(jià)現(xiàn)代光學(xué)儀器的質(zhì)量指標(biāo)、可靠性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、人機(jī)學(xué)指標(biāo)、美學(xué)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)利權(quán)指標(biāo)等八個(gè)方面。
▲ 發(fā)展趨勢(shì)
　　從傳統(tǒng)光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變現(xiàn)代光學(xué)儀器，關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)化，而微電子技術(shù)是基礎(chǔ)。光譜儀器發(fā)展最快，發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，現(xiàn)已向聯(lián)用技術(shù)、全自動(dòng)化（如內(nèi)裝機(jī)械手等機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作），實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化方向發(fā)展。光學(xué)計(jì)量?jī)x器從大型精密儀器--三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)到傳統(tǒng)的自準(zhǔn)直儀和投影儀都已實(shí)現(xiàn)微機(jī)化、光電化；激光技術(shù)的結(jié)合和CCD等光電器件的引入，更為快速、準(zhǔn)確、可靠的在線檢測(cè)和監(jiān)控創(chuàng)造了條件。
在未來(lái)10年，由于高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將進(jìn)一步推動(dòng)光學(xué)儀器實(shí)現(xiàn)光機(jī)電算一體化和智能化。現(xiàn)今的智能化儀器更確切地應(yīng)稱(chēng)為"微機(jī)化"儀器。而更高程度的智能化是信息技術(shù)的最高層次，應(yīng)包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識(shí)的綜合分析結(jié)果，智能化的標(biāo)志是知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電器件的不斷發(fā)展和功能的完善，為儀器向更高檔次的智能發(fā)展創(chuàng)造了條件。
　　未來(lái)10年，光和電的滲透會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化，更多的新技術(shù)、新器件推廣應(yīng)用，因而在光機(jī)電算一體化的基礎(chǔ)上熔入不同原理，派生出新用途的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足各領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的需求。具有優(yōu)異性能的光電器件和功能材料的開(kāi)和應(yīng)用，將加速現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展。如CCD器件、半導(dǎo)體激光器、光纖傳感器等制造技術(shù)趨于成熟，實(shí)際應(yīng)用已獲突破，顯示了廣泛的應(yīng)用前景。它必將使光學(xué)儀器領(lǐng)域發(fā)生重要變革，推動(dòng)產(chǎn)品向小型化、高分辨、光電化和自動(dòng)化發(fā)展。
　　光學(xué)計(jì)量?jī)x器
　　· 未來(lái)的光學(xué)計(jì)量?jī)x器儀表必須簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，大量壓縮零部件，提高智能化和便于操作，發(fā)展在線計(jì)量測(cè)試儀器儀表
　　· 利用物理學(xué)的新效應(yīng)和高新技術(shù)及其成就開(kāi)發(fā)新型計(jì)量測(cè)試儀器儀表和新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強(qiáng)抗干擾能力的新型傳感器技術(shù)如：
　　　　――利用高溫超導(dǎo)量子干涉器（SGUID）開(kāi)發(fā)計(jì)量測(cè)試儀器、物理學(xué)測(cè)試儀器、地學(xué)和地質(zhì)學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器、醫(yī)學(xué)儀器幫無(wú)損材料檢驗(yàn)儀器等。
　　　　――利用橢偏技術(shù)來(lái)檢測(cè)光纖、光學(xué)玻璃等，這是大家所共知的。但它與近場(chǎng)光學(xué)相結(jié)合，不僅可以測(cè)量表面精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)近場(chǎng)光學(xué)反射偏振信息可以分辨出被測(cè)物體的材料。這是目前實(shí)驗(yàn)研究的新探索。
　　　　――將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀的技術(shù)用于高精密的幾何量與機(jī)械量和多種無(wú)形態(tài)的量的測(cè)量，如：高精度的折射率測(cè)量、光波波前沿的測(cè)量、超薄膜層厚度的測(cè)量等。
　　　　――開(kāi)發(fā)新一代微型光纖傳導(dǎo)激光干涉儀，它的測(cè)量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍。分辨率可達(dá)10nm。并且克服了HP激光干涉儀的缺點(diǎn)，但它具有HP激光干涉儀的一切功能。另外，它還可用于稱(chēng)重，研制新型電子天平、高精度的電子皮帶稱(chēng)、高分辨率的壓力計(jì)等。
　　　　――發(fā)展納米測(cè)量技術(shù)，建立納米計(jì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這是當(dāng)今在計(jì)量與測(cè)量技術(shù)研究中十分活躍的課題。
　　· 發(fā)展測(cè)量機(jī)器人。類(lèi)似的測(cè)量?jī)x器已出現(xiàn)。即Zeiss的Scan Max三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。
　　　　――操作十分方便，工人學(xué)習(xí)5－10分鐘即掌握使用；
　　　　――可放在車(chē)間使用，自動(dòng)修正影響測(cè)量精度的外界干擾；
　　　　――目前的測(cè)量精度為3－5μm。
　　　　　　它是利用了智能機(jī)器人技術(shù)，但要保證測(cè)量量值的計(jì)量正確性是一個(gè)十分復(fù)雜理論和技術(shù)問(wèn)題。目前已得到了初步解決。
　　· 環(huán)境保護(hù)科學(xué)儀器儀表的發(fā)展與進(jìn)步，將是當(dāng)今和21世紀(jì)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。有關(guān)環(huán)保科學(xué)儀器儀表的檢測(cè)和有關(guān)這方面的配套的計(jì)量?jī)x器儀表還缺乏。
　　· 用于生產(chǎn)安全與防護(hù)的科學(xué)儀器儀表也還需大力開(kāi)發(fā)與發(fā)展。它將成為儀器儀表行業(yè)的新分支。
　　B. 分析儀器
　　分析儀器是集光、機(jī)、電、化、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)為一體的高技術(shù)產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字手段、信息處理論，數(shù)字圖像技術(shù)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下分析儀器儀器正向智能化方向發(fā)展智能化包括了理解、推理、判斷、分析等一系列功能，它是數(shù)值、邏輯和知識(shí)的綜合分析結(jié)果，"智能化"是知識(shí)的表達(dá)和應(yīng)用。
　　分析儀器智能化發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)是：
　　基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析儀器的自動(dòng)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器和數(shù)字模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)、分析、處理提高分析儀器數(shù)據(jù)處理能力，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分析儀器數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展；分析儀器的聯(lián)用技術(shù)與人工智能的廣泛應(yīng)用等。這些使現(xiàn)代分析測(cè)試速度超高速化、分析試樣超微量化，分析儀器的超小型化的發(fā)展趨勢(shì)。
　　世界分析儀器事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展
　　可以由二個(gè)角度來(lái)看：
　　從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看，世紀(jì)之交的世界分析儀器技術(shù)可以說(shuō)正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化，傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類(lèi)分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子學(xué)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式轉(zhuǎn)化為光、機(jī)、電、算（計(jì)算機(jī)）一體化、自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)，并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展（帶動(dòng)有自診斷自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能），可與多臺(tái)儀器、多個(gè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合的綜合分析管理系統(tǒng)（LIMS, Laboratory Information Management System）已經(jīng)推廣應(yīng)用：儀器計(jì)算機(jī)內(nèi)裝上調(diào)制解調(diào)器從而可以上網(wǎng)、制造廠商可與全球用戶(hù)或用戶(hù)之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息交流（例如廠商對(duì)用戶(hù)正在使用的儀器進(jìn)行遠(yuǎn)距診斷、指導(dǎo)正確使用或提出維修指導(dǎo)，各同類(lèi)儀器用戶(hù)或相同分析工作用戶(hù)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)互換、情報(bào)共享等），已經(jīng)不是研究開(kāi)發(fā)的方向，普遍抗議應(yīng)用亦已指日可待。
從世界分析儀器銷(xiāo)售增勢(shì)來(lái)看，世紀(jì)之交在農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展的全球需求刺激下，加上分析儀器技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的分析儀器更新?lián)Q代周期不斷縮短、使多年來(lái)世界分析儀器市場(chǎng)銷(xiāo)售額保持10%左右甚至更高的年增長(zhǎng)率，這說(shuō)明分析儀器行業(yè)不是"夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)"，而是能不斷更新保持旺盛的生命力。
　　世界分析儀器技術(shù)更新快、高科技含量增長(zhǎng)迅猛。
　　為適應(yīng)現(xiàn)代高科技研究和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為信息時(shí)代信息獲取-處理-傳輸鏈的源頭技術(shù)，分析儀器技術(shù)的發(fā)展是必然的。沒(méi)有新的分析方法、分析技術(shù)和相應(yīng)的全新分析儀器，不能更高、更全面、更靈敏、更可靠、更方便地獲取研究、生產(chǎn)、社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域中全方位的分析檢測(cè)信息，21世紀(jì)的信息時(shí)代就無(wú)從談起。這是我們?cè)谑兰o(jì)之交期間面臨新形勢(shì)的一個(gè)特征，也是分析儀器新技術(shù)、新元器件、新產(chǎn)品會(huì)不斷涌現(xiàn)、高科技含量越來(lái)越大的緣由。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，也是被世界科技和產(chǎn)業(yè)、人類(lèi)社會(huì)發(fā)展大形勢(shì)的要求逼出來(lái)的、是分析儀器技術(shù)適應(yīng)大形勢(shì)發(fā)展的結(jié)果。
　　分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用日益拓展
　　在20世紀(jì)前些年，經(jīng)典的分析技術(shù)和分析儀器主要是為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)大生產(chǎn)服務(wù)的，主要為了適應(yīng)分析、監(jiān)控工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障大生產(chǎn)流程安全高效的要求而發(fā)展、提高的；當(dāng)今世紀(jì)之交分析技術(shù)和分析儀器的"用武之地"已經(jīng)大大拓展，最引人注目的是在生物、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等有關(guān)人的生存、發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用日新月異現(xiàn)代高科技在軍事方面的發(fā)展也促進(jìn)了分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用拓展（例如生物武器、化學(xué)武器戰(zhàn)爭(zhēng)中高速、靈敏、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)毒物檢測(cè)、生命保障任務(wù)也大大擴(kuò)大了分析儀器的應(yīng)用領(lǐng)域）。
可以肯定：在新世紀(jì)到來(lái)后，分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用由"物"→"人"的拓展趨勢(shì)將更加顯著。我們必須看準(zhǔn)這個(gè)發(fā)展潮流，在分析儀器事業(yè)的發(fā)展思路中擺正位置、選好方向。
　　21世紀(jì)初，世界分析儀器市場(chǎng)的年銷(xiāo)售額遞增率為8-10%。2000年世界市場(chǎng)將達(dá)300億美元，世界分析儀器最大的市場(chǎng)是美國(guó)，約占總銷(xiāo)售額的40%，其次是歐洲約占27%，第三是日本，約占20%，中國(guó)進(jìn)口分析儀器僅占世界銷(xiāo)售額的1.4%。
　　科學(xué)儀器世界市場(chǎng)
　　科學(xué)儀器隨著世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，市場(chǎng)需求今后可望每年以3-6%的速度增長(zhǎng)。需求潛力最大的產(chǎn)業(yè)部門(mén)有：通信、電力、信息、生物、生物技術(shù)、醫(yī)藥、環(huán)保等。市場(chǎng)前景最好的國(guó)家和地區(qū)為東亞和墨西哥。
　　全球科學(xué)儀器的市場(chǎng)規(guī)模約200億美元，主要市場(chǎng)為美、德、日、法、英、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。主要生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)是美、德、英、瑞士、日本、意大利。近年來(lái)部分發(fā)展國(guó)家對(duì)科學(xué)儀器的需求增長(zhǎng)很快，這些國(guó)家（地區(qū)）有智利、捷克、洪都拉斯、印度、臺(tái)灣省、厄瓜多爾、埃及等，他們對(duì)科學(xué)儀器的進(jìn)口正在以年均15-30%的速度增長(zhǎng)。
　　拉美市場(chǎng)由于不斷開(kāi)放，國(guó)內(nèi)工業(yè)正在面對(duì)大量進(jìn)口產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。市場(chǎng)的開(kāi)放導(dǎo)致科學(xué)儀器進(jìn)口關(guān)稅率下調(diào)和外匯控制放寬，例如哥斯達(dá)黎加不僅減速讓關(guān)稅，耐用為進(jìn)口商及時(shí)提供外匯，進(jìn)口商可從任何一家當(dāng)?shù)劂y行獲得外匯，而無(wú)須中央銀行批準(zhǔn)，進(jìn)口產(chǎn)品與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)迫使當(dāng)?shù)仄髽I(yè)加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并增加質(zhì)量管理所用的各種檢測(cè)儀器的進(jìn)口。拉美地區(qū)大部分國(guó)家沒(méi)有科學(xué)儀器的生產(chǎn)能力，少數(shù)國(guó)家如巴西雖然有一定制造能力，但無(wú)法供應(yīng)精密的高水平的儀器。一些進(jìn)行經(jīng)濟(jì)改革，特別是企業(yè)私有化進(jìn)程加快的國(guó)家，如墨西哥的企業(yè)為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目越南來(lái)越重視，這有利于科研用的各種物理、化學(xué)分析儀器需求的增長(zhǎng)，另外，環(huán)保也更加受到政府的重視，氣體分析儀器等的需求量正在上升。美國(guó)、德國(guó)、瑞士和日本是拉美國(guó)家科學(xué)設(shè)備的主要供應(yīng)國(guó)，巴西因地理優(yōu)勢(shì)也占有一份市場(chǎng)。該市場(chǎng)要求產(chǎn)品價(jià)格合理，質(zhì)量?jī)?yōu)良，送貨及時(shí)并耐用性強(qiáng)。
　　東歐國(guó)家中引人注目的市場(chǎng)是捷克、波蘭、羅馬尼亞。由于公費(fèi)醫(yī)療被取消和大型環(huán)保工程計(jì)劃出臺(tái)，捷克對(duì)儀器儀表有強(qiáng)大需求。波蘭是東歐最大的儀表市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)有限，進(jìn)口壁壘很小，用于科研的設(shè)備免征關(guān)稅。匈牙利的醫(yī)療制度也正在變革，但受預(yù)算約束，購(gòu)買(mǎi)。烏克蘭等其他東歐國(guó)家的主要需求部門(mén)也是科研和教育機(jī)構(gòu)，這些部門(mén)購(gòu)買(mǎi)力有限。東歐、俄羅斯、烏克蘭精于生產(chǎn)各種分析測(cè)量?jī)x，但在生產(chǎn)自動(dòng)控制儀器，邊緣設(shè)備和軟件等方面遜于西方國(guó)家。
　　在非洲，埃及、摩洛哥是重要的儀器儀表市場(chǎng)。根據(jù)埃及1992年-1997年的五年計(jì)劃，政府撥款4億美元改造科研機(jī)構(gòu)的裝備，由于本國(guó)產(chǎn)量很小，幾乎均依靠進(jìn)口，其中進(jìn)口較多的產(chǎn)品有：化學(xué)分析儀器、光學(xué)儀器、檢測(cè)儀器。此外，尼日利亞也很引人注目，該國(guó)對(duì)科儀器需求很少，但食品、制藥業(yè)、化妝品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，迫使企業(yè)大量購(gòu)買(mǎi)檢測(cè)儀表。
　　在東亞，亞洲"四小"、印度、印尼、馬來(lái)西亞、菲律賓、巴基斯坦、泰國(guó)對(duì)儀器儀表有旺盛的需求。亞洲"四小"面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，對(duì)科研開(kāi)發(fā)十分重視。新加坡政府對(duì)工業(yè)企業(yè)研究開(kāi)發(fā)有專(zhuān)門(mén)的財(cái)政資助，香港為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)軌也加大了科研開(kāi)發(fā)投入，臺(tái)灣省當(dāng)局不僅增加了基礎(chǔ)研究開(kāi)發(fā)的財(cái)政支出，而且對(duì)私人企業(yè)的研究開(kāi)發(fā)給予減免稅優(yōu)惠。這些國(guó)家和地區(qū)對(duì)高附加值的化學(xué)分析儀器、物理分析儀器、電子測(cè)量?jī)x器肖很大需求。印度的儀器儀表市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)上升的勢(shì)頭，由于政府強(qiáng)調(diào)提高效率和競(jìng)爭(zhēng)力，再加上對(duì)能源、電力、鋼鐵、化肥、紡織、造紙、石油、石化、制藥、生物技術(shù)、食品加工等各個(gè)部門(mén)的投資規(guī)劃，以及隨著印度制造商和出口商越來(lái)越多地實(shí)行ISO9000系列質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證體系，對(duì)購(gòu)置儀器儀表的支出正在增加。印度還有相當(dāng)大量的科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)從事高科技研究和質(zhì)量控制工作，這些部門(mén)也在推動(dòng)高技術(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備需求上升。
　　泰國(guó)在東南亞國(guó)家中是衛(wèi)生防疫支出最多的國(guó)家，對(duì)分光儀、分光光度儀、攝譜儀的需求正在迅速擴(kuò)大，日本的產(chǎn)品在這個(gè)市場(chǎng)占據(jù)首位。印尼正在提高其產(chǎn)品在全球的競(jìng)爭(zhēng)力，在質(zhì)量控制上有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行質(zhì)量控制的高級(jí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。馬來(lái)西亞日益強(qiáng)調(diào)各產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)研究開(kāi)發(fā)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的銷(xiāo)量正在增加。菲律賓以化工業(yè)為最大需求者，其次是冶金工業(yè)，對(duì)化學(xué)分析儀器的需求也在增長(zhǎng)。
　　3． 電表、電度表
　　西方市場(chǎng)和亞洲新興市場(chǎng)對(duì)電力事業(yè)的開(kāi)放，將使歷史長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的電度表市場(chǎng)煥發(fā)青春，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，老式機(jī)電式電度表正逐步被新型數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片式電度表所取代，也給半導(dǎo)體芯片進(jìn)入全球每個(gè)家庭的用電計(jì)量創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。
數(shù)字芯片式電度表廠商，Cirrus Logic公司和Analog Devices公司都認(rèn)為，美國(guó)和歐洲電力市場(chǎng)的開(kāi)放，將推動(dòng)機(jī)電電度表向電子電度表的轉(zhuǎn)變。
　　據(jù)Cirrus Logic公司預(yù)測(cè)，電力市場(chǎng)的開(kāi)放和用戶(hù)服務(wù)業(yè)務(wù)的擴(kuò)大，已推動(dòng)了電子電度表市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)。

　　在今后開(kāi)放的市場(chǎng)上，電子電度表也將比其單打一的上代產(chǎn)品能記錄更廣泛的用電信息。這種新型電度表除能記錄用電累積數(shù)字外，還能確定用戶(hù)的高低峰值用電時(shí)間，預(yù)防用戶(hù)對(duì)電表的損壞提供用電質(zhì)量控制以限制電網(wǎng)中的電能損耗等信息，對(duì)統(tǒng)計(jì)變化不定的電費(fèi)支出能起到重要作用。同時(shí)還帶有遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或調(diào)制解器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和抄表，免除了抄表工大昨繁瑣的工作。
　　來(lái)自通用電氣、西門(mén)子、ABB、舒?zhèn)惛窦�等電度表供�?yīng)商的統(tǒng)計(jì)顯示，每年全球民用電度表表產(chǎn)量接近7000萬(wàn)套。Cirrus Logic公司預(yù)計(jì)1999年電度表歐洲銷(xiāo)售量將達(dá)400萬(wàn)套，日本和美國(guó)各銷(xiāo)售300萬(wàn)套，而中國(guó)的銷(xiāo)售量將接近3500萬(wàn)套。雖然從現(xiàn)在起5年之內(nèi)，其比例將增長(zhǎng)到33%，這還只是在用電度表的市場(chǎng)增長(zhǎng)，而總的電度表市場(chǎng)增長(zhǎng)還應(yīng)包括成本更高的用于工業(yè)領(lǐng)域、智能售貨機(jī)和電子系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷設(shè)備，以及預(yù)料之外的許多新產(chǎn)品用電子電度表的銷(xiāo)售量。
　　目前，美國(guó)電力市場(chǎng)的開(kāi)放還不如產(chǎn)業(yè)分析家預(yù)測(cè)的那么快，因而許多電子電度表廠商紛紛道德進(jìn)軍亞洲市場(chǎng)。而在發(fā)展中國(guó)家，電子電度表幾乎成了換代型產(chǎn)品，中國(guó)也首次準(zhǔn)備將這項(xiàng)技術(shù)用于民用電度表。芯片廠商預(yù)測(cè)中國(guó)將躍過(guò)老式電度表而直接引入低成本電子電度表，到2000年，中國(guó)電子電度表銷(xiāo)量將達(dá)到2000萬(wàn)套，比Cirrus Logic公司的預(yù)測(cè)還要樂(lè)觀。