電氣歷史
發(fā)布時(shí)間:2017-01-25 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
電氣歷史篇一:電氣自動(dòng)化發(fā)展史
我國自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展歷史
在我國自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展歷史中,有“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與“自動(dòng)控制”專業(yè)兩條發(fā)
展主線,其中“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)最早源于“工業(yè)企業(yè)電氣化”專業(yè)。
20世紀(jì)50年代,新中國剛成立,百廢待興,學(xué)習(xí)蘇聯(lián)組建高等教育體制,細(xì)分專業(yè)。于是,分別對(duì)應(yīng)著國家工業(yè)建設(shè)中的自動(dòng)化與國防、軍事建設(shè)中的自動(dòng)控制,先后建立了“工業(yè)企業(yè)電氣化”專業(yè)與“自動(dòng)控制”專業(yè)(當(dāng)時(shí)在不少學(xué)校,“自動(dòng)控制”專業(yè)是保密專業(yè))。前者經(jīng)過多次專業(yè)名稱的演變,逐步發(fā)展成為“偏重應(yīng)用、偏重強(qiáng)電”的自動(dòng)化專業(yè);而后者保持專業(yè)名稱“自動(dòng)控制”基本不變(在早期也有稱為“自動(dòng)學(xué)與遠(yuǎn)動(dòng)學(xué)”、“自動(dòng)控制系統(tǒng)”專業(yè)的),逐步發(fā)展成為“偏重理論、偏重弱電”的自動(dòng)化專業(yè),并于1995年走到一起,合二為一,成為統(tǒng)一的“自動(dòng)化”專業(yè)。1998年,按照國家教育部公布的最新高等學(xué)校本科專業(yè)目錄[5],經(jīng)調(diào)整、合并而成的新的“自動(dòng)化”專業(yè)不僅包括了原來的“自動(dòng)化”專業(yè)(含“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與“自動(dòng)控制”專業(yè)),還增加了“液壓傳動(dòng)與控制”專業(yè)(部分)、“電氣技術(shù)”專業(yè)(部分)與“飛行器制導(dǎo)與控制”專業(yè)(部分)。
由此可見,一部我國自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展史,實(shí)際上是新中國高等教育事業(yè)發(fā)展史的一
個(gè)縮影,同時(shí)也是新中國工業(yè)發(fā)展史的一個(gè)縮影。下面以“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)這條發(fā)展主線為例,詳細(xì)回顧在其發(fā)展過程中的多次專業(yè)名稱的改變(實(shí)質(zhì)是專業(yè)內(nèi)容的變化)及其與當(dāng)時(shí)我國工業(yè)建設(shè)的密切關(guān)系。
首先簡(jiǎn)要回顧一下世界與中國的專業(yè)劃分歷史。我們知道,現(xiàn)在通行的專業(yè)劃分大體
上是從19世紀(jì)下半葉開始到20世紀(jì)上半葉定型的,就工科來說,基本上是以行業(yè)(產(chǎn)品)為對(duì)象來劃分的,因而被人們形象地稱為“行業(yè)性的專業(yè)”或“行業(yè)公會(huì)”。目前國際上兩大類教育體制中,以英美為代表的教育體制雖未擺脫“行業(yè)性的專業(yè)”體系,但一直走的是“通才”教育之路;而以前蘇聯(lián)(歐洲接近蘇聯(lián))為代表的教育體制,一開始實(shí)行的就是“專才”教育,專業(yè)分得很細(xì),雖然屢經(jīng)改革,但到目前“行業(yè)性的專業(yè)”特征仍極為明顯。
50年代,新中國剛成立后,全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián),專業(yè)分得很細(xì);改革開放以來,才逐步向
以英美為代表的教育體制靠攏,逐漸淡化專業(yè),推行“通才”教育,通過多次的專業(yè)調(diào)整與合并(專業(yè)總數(shù)從最多時(shí)的1343種逐步減少到目前的249種),雖未擺脫“行業(yè)性的專業(yè)”
的“美名”,但高校的許多系中,大多是一個(gè)系只有1個(gè)專業(yè),而不是過去的多個(gè)專業(yè)了。
前已提到,我國的自動(dòng)化專業(yè)最早源于1952年全國高校大調(diào)整時(shí)第一批設(shè)立的專業(yè)—
—工業(yè)企業(yè)電氣化專業(yè)。當(dāng)時(shí),蘇聯(lián)援助我國興建156個(gè)大型工業(yè)企業(yè),急需電氣自動(dòng)化方面的工程技術(shù)人才,而培養(yǎng)這類專業(yè)技術(shù)人才,很符合當(dāng)時(shí)以及隨后我國工業(yè)建設(shè)的需要。到了60年代,專業(yè)名稱改為“工業(yè)電氣化及自動(dòng)化”,70年代末恢復(fù)招生時(shí)又改為“工業(yè)電氣自動(dòng)化”專業(yè)。這不只是專業(yè)名稱上的變化,而是有其深刻內(nèi)涵的,它反映了我國工業(yè)從“電氣化”一步一步向“自動(dòng)化”邁進(jìn)的那段真實(shí)歷史與發(fā)展趨勢(shì),反映了我國自動(dòng)化專業(yè)如何急國家所急、為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的那段真實(shí)歷史與發(fā)展總方向。
1993年,在歷經(jīng)4年之久的全國第三次本科專業(yè)目錄修訂工作后,國家教委頒布了稱之為“體系完整、比較科學(xué)合理、統(tǒng)一規(guī)范”的“普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄”。將“工業(yè)電氣自動(dòng)化”和“生產(chǎn)過程自動(dòng)化”兩個(gè)專業(yè)合并成立屬于電工類的“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè),并由當(dāng)時(shí)的機(jī)械工業(yè)部歸口管理成立高等學(xué)校工業(yè)自動(dòng)化教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì),負(fù)責(zé)全國“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)的教學(xué)指導(dǎo)工作;與此同時(shí),“自動(dòng)控制”專業(yè)則被歸屬到電子信息類,并由當(dāng)時(shí)的電子工業(yè)部歸口管理成立高等學(xué)校自動(dòng)控制教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì),負(fù)責(zé)全國“自動(dòng)控制”專業(yè)的教學(xué)指導(dǎo)工作。經(jīng)這次專業(yè)調(diào)整,進(jìn)一步明確了“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與“自動(dòng)控制”專業(yè)的“強(qiáng)弱電并重、軟硬件兼顧、控制理論和實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合,面向運(yùn)動(dòng)控制、過程控制和其他對(duì)象控制”的共同特點(diǎn)與培養(yǎng)目標(biāo),也基本確定了“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)偏重強(qiáng)電、偏重應(yīng)用,“自動(dòng)控制”專業(yè)偏重弱電、偏重理論的專業(yè)特點(diǎn)與分工格局。1995年,國家教委頒布了“(高等學(xué)校)工科本科引導(dǎo)性專業(yè)目錄”,將電工類的“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與原電子信息類的“自動(dòng)控制”專業(yè)合并為新電子信息類的“自動(dòng)化”專業(yè)。由于這是引導(dǎo)性專業(yè)目錄,不屬于強(qiáng)制執(zhí)行,再加上將“工業(yè)自動(dòng)化”這一強(qiáng)弱電并重的專業(yè)“并入”屬于弱電專業(yè)類的電子信息類不利于專業(yè)的發(fā)展,因而許多學(xué)校仍然保持“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與“自動(dòng)控制”專業(yè)并存的局面。更由于1996年,國家教育部再次委托機(jī)械工業(yè)部與電子工業(yè)部分別成立新的一屆(即第二屆)歸口管理的高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì),使得這一引導(dǎo)性專業(yè)并未得到有效的實(shí)行。
1998年,為適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)寬口徑人才培養(yǎng)的需要,進(jìn)一步合并專業(yè),與國際“通才”教育接軌,國家教育部公布了經(jīng)第四次修訂的最新“普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄”。在沿用至今的該目錄中,專業(yè)總數(shù)從第三次修訂后的504種大幅度地減少到了249種,將原目錄中屬于強(qiáng)電專業(yè)類的電工類與屬于弱電專業(yè)類的電子信息類合并為強(qiáng)弱電合一的電氣信息類,同時(shí)將原屬于電工類的“工業(yè)自動(dòng)化”專業(yè)與屬于電子信息類的“自動(dòng)控制”專業(yè)正式合并,再加上“液壓傳動(dòng)與控制”專業(yè)(部分)、“電氣技術(shù)”專業(yè)(部分)與“飛行器制導(dǎo)與控制”專業(yè)(部分),組成新的(強(qiáng)制執(zhí)行的)屬于電氣信息類的“自動(dòng)化”專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì),到目前為止全國已有200余所高校設(shè)立了這樣的“自動(dòng)化”專業(yè)。如果把以自動(dòng)化作為其專業(yè)名稱一部分的專業(yè)(如“電氣工程及其自動(dòng)化”、“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”、“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”等專業(yè))包括在內(nèi),自動(dòng)化專業(yè)無疑已是我國最龐大的專業(yè)了
電氣歷史篇二:施耐德電氣歷史
施耐德電氣—170年的歷史
1836年至今,施耐德電氣從Le Creusot 的一家鋼鐵制造廠到如今成為自動(dòng)化及能源管理的領(lǐng)導(dǎo)者的每一個(gè)歷史階段。
在170年中的艱難歷程中,施耐德通過制定一系列重大的戰(zhàn)略選擇成功應(yīng)對(duì)了許多的挑戰(zhàn)。過去幾年的增長過程中公司通過控股或收購行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的企業(yè)進(jìn)一步在電力領(lǐng)域擴(kuò)張。旗下?lián)碛?個(gè)國際品牌:梅日梅蘭(Merlin Gerin)、美商實(shí)快(Square D)、TE電氣(Telemecanique),施耐德電氣是全球配電、工業(yè)控制和自動(dòng)化設(shè)備制造商的領(lǐng)頭羊之一。
1836-1870 — 鋼鐵大師
1836:克魯索工廠成立
1836年,Adolphe Schneider和 Eugène Schneider 兩兄弟接管了克魯索礦山以及鍛造和鑄造廠,獲得了參與工業(yè)革命大冒險(xiǎn)的機(jī)會(huì)。此時(shí)他們的主要業(yè)務(wù)為鋼鐵,重工業(yè),鐵路建設(shè),輪船制造。 1840-1870 : 30年的光輝歲月
施耐德兄弟在19世紀(jì)驚人的一輪工業(yè)增長中獲益頗豐同時(shí)通過智能化科技的選擇和建立強(qiáng)有力的關(guān)系網(wǎng)發(fā)展事業(yè)。為持續(xù)彰顯他作為一個(gè)開明總經(jīng)理的使命。Eugène Schneider 設(shè)立一個(gè)“員工計(jì)劃”以創(chuàng)建一個(gè)工廠的員工家庭社區(qū)。
1870年的煩擾
對(duì)于施耐德,1870年是上一個(gè)紀(jì)元的終結(jié)。因第二帝國的衰落導(dǎo)致的大動(dòng)蕩以及激烈的罷工使得公司成功的光輝形象蒙上了一層陰影。 1870-1918 — 進(jìn)軍國際市場(chǎng)
技術(shù)上的突破和充滿活力的商業(yè)
Eugène Schneider的兒子Hei Schneider 從1870年的事情中意識(shí)到鋼鐵在軍事運(yùn)用中的巨大優(yōu)勢(shì)。1860-70年代新工藝的引進(jìn)使得能夠以更低的成本生產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)的鋼材。施耐德在鋼鐵生產(chǎn)工藝上的不斷創(chuàng)新并迅速成為歐洲軍工和基礎(chǔ)設(shè)施制造的領(lǐng)導(dǎo)者。
國際雄心
在世紀(jì)之交,Eugène II開始在很多國家投資采礦業(yè),鋼鐵,電力。公司大部分的出口來源于其在武器制造商的成功。在第一次世界大戰(zhàn)前夕,施耐德勇于接受挑戰(zhàn),于1870生產(chǎn)出能夠與KRUPP匹敵的加農(nóng)炮。
1918-1944 — 一個(gè)充滿了不確定的時(shí)期
戰(zhàn)后的激情歲月
在1918年法國的勝利中扮演了重要角色后,施耐德必須進(jìn)行重組以應(yīng)對(duì)和平時(shí)期的經(jīng)濟(jì)形態(tài)。在戰(zhàn)后重建的這段時(shí)間,施耐德利用在電力,鋼鐵和水泥行業(yè)的擴(kuò)張進(jìn)入了人們的日常生活中。施耐德目前的
主要三個(gè)品牌也是在這個(gè)時(shí)期內(nèi)創(chuàng)辦的:梅日梅蘭,TE電氣,美商實(shí)快。
在德國和東歐取得重大突破
一戰(zhàn)后,施耐德開始在德國和東歐開展業(yè)務(wù)。和SKODA的合作是這一戰(zhàn)略的要點(diǎn)。
黑暗時(shí)期
10年后,德國勢(shì)力的重新崛起嚴(yán)重威脅到施耐德在東歐的附屬機(jī)構(gòu)且一些密切的關(guān)系也因此而被毀壞。與此同時(shí),1930年代的大蕭條和法國陣線政府的到來對(duì)公司征收了非常重的稅收。從1940-1944年,德國的占領(lǐng)將施耐德推入了一個(gè)極其艱難的困境,此時(shí)施耐德的口號(hào)是“忍受但抵制”
1944-1960 — 新紀(jì)元
重建與重生
法國一經(jīng)解放,施耐德不得不開始又一次應(yīng)對(duì)復(fù)蘇,但是這一次,整個(gè)國家需要重建。公司的新任CEOCharles Schneider,逐步的放棄武器制造轉(zhuǎn)而重點(diǎn)關(guān)注平民需求。1949年的深入改革為施耐德進(jìn)入現(xiàn)代世界做了基礎(chǔ)準(zhǔn)備。
國民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者
Charles Schneider 想要公司能夠朝著“規(guī);、現(xiàn)代化、規(guī)范化”
前進(jìn)。他將這一口號(hào)貫徹于所有的業(yè)務(wù),無論是從建筑和鋼鐵到電力,核能,還是并購與出口的戰(zhàn)略。Charles Schneider 的政策迎來了巨大的成功,并且在1959年戴高樂將軍對(duì)外宣稱施耐德是“國民經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)導(dǎo)者”
陰云密布
不幸的是,這些顯著的優(yōu)勢(shì)后潛伏著許多弱點(diǎn)(危機(jī))在不久后引來了嚴(yán)重的后果:低廉的股本回報(bào)率,被大量投資拖累的微薄利潤,下降的重型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求。此外,執(zhí)行團(tuán)隊(duì)吝于在研究上投入,害怕創(chuàng)新,并拒絕反思自身的管理方式。
1960-1981 — 帝國的崩塌
接班
Charles Schneider 在1960年突然辭世使得接班問題變得異常棘手,在此期間,由于鋼鐵制造和造船等主要主營業(yè)務(wù)的衰落使公司陷入癱瘓。Empain家族于1969年掌控該集團(tuán),從而帶來了轉(zhuǎn)機(jī) Empain時(shí)代
然而,身為新生的Empain-Schneider 集團(tuán)的領(lǐng)導(dǎo)者, Edouard-Jean Empain男爵的管理方式更像是一系列的投資組合,急功近利只追求短期利益。傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)部門陷入更深的衰退中。Edouard-Jean Empain男爵的多元化經(jīng)營方式也沒有收到預(yù)期的效果。Edouard-Jean
Empain男爵更加側(cè)重于保持原有業(yè)務(wù)現(xiàn)狀,而不是深入發(fā)展,他缺乏可以讓公司滿懷信心面對(duì)未來挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略眼光。
蕭條與失望
Edouard-Jean Empain男爵的多元化經(jīng)營使得所有精心策劃的發(fā)展計(jì)劃都敗下陣來。盡管盡管Spie-Batignolles在建筑與土木工程方面業(yè)績(jī)頗佳,但是煉鋼業(yè)的危機(jī)卻使公司本雪上加霜。諸如此類的挫折,尤其是克魯佐-羅瓦爾(Creusot-Loire)公司的問題,致使集團(tuán)不僅未能發(fā)展,反而遭到削弱。隨著梅蘭日蘭的逐漸加盟,
Jeumont-Schneider給公司帶來了復(fù)蘇的希望。1968年創(chuàng)建于美國的莫迪康 (Modicon)公司在1996成為施耐德的一員。
1981-2000 — 登山新的高峰
與過去的決裂
Didier Pineau-Valencienne 于1981年上任之后,便開始了公司的理性建設(shè),放棄那些非戰(zhàn)略性或者虧損的業(yè)務(wù)。為尋求下滑業(yè)務(wù)的解決方案,諸如:鋼鐵制造,輪船制造等導(dǎo)致Creusot-Loire陷入嚴(yán)重危機(jī)的業(yè)務(wù),多次與法國政府進(jìn)行協(xié)商。
新征程
通過吸納新股東,精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu),鞏固其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),施耐德在80年代開始新的部署。Didier Pineau-Valencienne于1986年毅然決定吸納
電氣歷史篇三:電氣測(cè)量技術(shù)發(fā)展史
電氣測(cè)量技術(shù)發(fā)展史
摘要:電氣測(cè)量技術(shù)是電氣設(shè)備生產(chǎn)、制造以及安全運(yùn)行的必要技術(shù),是科學(xué)發(fā)展的標(biāo)尺。本文簡(jiǎn)述
了電氣測(cè)試技術(shù)方式、方法,比較了國內(nèi)外電氣測(cè)試技術(shù)發(fā)展情況,得出了雖然我國電氣測(cè)試技術(shù)快速發(fā)展,但與歐美發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距的結(jié)論。另外,本文還就電氣測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)做了簡(jiǎn)單分析和敘述。 關(guān)鍵詞:電氣,測(cè)量,現(xiàn)狀,發(fā)展
0 引言
測(cè)量是人們認(rèn)識(shí)客觀事物,并用數(shù)量概念描述客觀事物,進(jìn)而達(dá)到逐步掌握事物的本質(zhì)和揭示自然規(guī)律的一種手段。其中,電氣測(cè)量是當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的一種必不可少的手段。
電氣測(cè)量是對(duì)物質(zhì)世界的信息進(jìn)行測(cè)量與控制的基本手段。它融合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新元件新材料的現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)等,是現(xiàn)代工業(yè)中新技術(shù)應(yīng)用做多、最快的方向之一。電氣測(cè)量的對(duì)象主要反映電和磁特征的物理量,如電流(I)、電壓(U)、電功率(P)、磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)等。在生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)模式等方面,許多新的思想和概念不斷涌現(xiàn),而且,不同學(xué)科之間相互滲透、交叉融合,衍生新的研究領(lǐng)域,迅速改變著傳統(tǒng)電氣設(shè)備制造業(yè)的面貌,產(chǎn)品更新?lián)Q代極為頻繁。
由于現(xiàn)代工業(yè)電氣控制技術(shù)的快速發(fā)展,使電氣測(cè)量技術(shù)的內(nèi)容更加體現(xiàn)現(xiàn)代化和自動(dòng)化的要求。電氣測(cè)量與綜合國力的提升越來越密切,因此,電氣測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向也是我們關(guān)心的話題。1 電氣測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀
1.1 電氣測(cè)量?jī)x表與方式
目前,電氣測(cè)量?jī)x表多種多樣,測(cè)試技術(shù)也層
出不窮。電氣測(cè)量?jī)x表(electrical measuring
instruments)用于測(cè)量、記錄和計(jì)量各種電學(xué)量的表計(jì)和儀器。電氣測(cè)量?jī)x表按被測(cè)電流的種類分為交流儀表和直流儀表兩大系列;按結(jié)構(gòu)特征分為模擬指示儀表、數(shù)字儀表、記錄儀表、積算儀表和比較儀表,此 類儀表可為安裝式固定在屏、柜、箱上,也可為攜帶式;按測(cè)量功能分,常用的有電流表、電壓表、歐姆表、功率表、功率因數(shù)表、頻率表、相位表、同步指示器、電能表和多種用途的萬用電表等.此外.還有電量變送器和變換器式儀表;試驗(yàn)用的儀表和儀器有:電橋、絕緣 電阻表、接地電阻測(cè)量?jī)x、測(cè)量用互感器、諧波分析儀、 電壓閃變儀、示波器等。
電氣測(cè)量方法也非常多,例如:
(1)按測(cè)量過程分:直接測(cè)量,間接測(cè)量,組合測(cè)量等;
(2)按測(cè)量方式分:偏差式測(cè)量法,零位式測(cè)量法,微差式測(cè)量法;
(3)按被測(cè)量的性質(zhì)分:時(shí)域測(cè)量,頻域測(cè)量,數(shù)據(jù)測(cè)量,隨即測(cè)量。
但是,現(xiàn)代電氣測(cè)量?jī)x表和技術(shù)已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)電氣測(cè)量,而更加豐富。例如,應(yīng)用高頻電流傳感器測(cè)量電纜PD信號(hào)。高頻電流傳感器測(cè)量電纜PD信號(hào)示意圖見圖1.
圖1. 高頻電流傳感器測(cè)量電纜局部放電監(jiān)測(cè)
1.2 我國電氣測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀
目前,我國電氣測(cè)量技術(shù)與國際領(lǐng)先水平相差甚遠(yuǎn)。首先,儀器儀表與測(cè)量控制現(xiàn)狀同國際先進(jìn)水平相比,同我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要相比,還存在著很大的差距。差距是全方位的,最要害的有如下三點(diǎn):
第一,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)值低,企業(yè)同樣是規(guī)模小,產(chǎn)值低。2007年我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值3000億元人民幣,只占工業(yè)總產(chǎn)值2.5%。10年前,美國儀器儀表產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)到4千億美元,占工業(yè)總產(chǎn)值4%。目前,美國儀器儀表企業(yè)年產(chǎn)值超過20億美元不少于50家,我國最大的儀器儀表企業(yè),京儀集團(tuán)年產(chǎn)值80億元人民幣,川儀集團(tuán)60億元人民幣。兩相比較,差距實(shí)在太大
第二,我國儀器儀表產(chǎn)品質(zhì)量上、品種上還存在不少問題。產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性,長期以來沒有得到根本解決,嚴(yán)重影響到市場(chǎng)銷售和正常使用。許多大型精密儀器我們還生產(chǎn)不出來,國內(nèi)需求幾乎全部依賴進(jìn)口。許多儀器還需要依靠進(jìn)口彌補(bǔ)國內(nèi)缺口。MEGGER公司生產(chǎn)的絕緣電阻測(cè)量?jī)x和介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x,見圖2。
(a)絕緣電阻測(cè)量?jī)x,(b)介質(zhì)損耗測(cè)量?jī)x 圖2. MEGGER公司生產(chǎn)電氣測(cè)量?jī)x器 2007年我國儀器儀表產(chǎn)品出口創(chuàng)下了88億美元,可是進(jìn)口卻達(dá)到了172億美元,逆差84億美元,成為裝備制造業(yè)之最。這個(gè)問題不解決,我國儀器儀表與測(cè)量控制學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將無法擺脫落后被動(dòng)的局面。
第三,我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng),還無法承擔(dān)起科技創(chuàng)新主體的責(zé)任。國際上儀器儀表科技創(chuàng)新發(fā)展極快,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期大約只需2至4年,多數(shù)企業(yè)銷售額一半以上幾乎都來自5年內(nèi)上市的新產(chǎn)品。而我國儀器儀表產(chǎn)品不少還沿自于20世紀(jì)80年代技術(shù)引進(jìn)的產(chǎn)物,相當(dāng)多企業(yè)產(chǎn)品是10年一貫制,靠吃老本為生。自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)原因是多方面的,影響最大的不外乎兩條:一是科技創(chuàng)新開發(fā)投入資金太少。國外企業(yè)用于科技創(chuàng)新資金投入一般為銷售收入8至10%,而我國企業(yè)投入資金很少超過3至5%,何況銷售收入本來就不多,極大地限制了科技創(chuàng)新的有效開展;二是人的因素,有的領(lǐng)導(dǎo)不重視自主創(chuàng)新,更多的是創(chuàng)新人才匱乏。黨的十七大提出,提高自主創(chuàng)新能力,建
設(shè)創(chuàng)新型國家是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心,是提高綜合
國力的關(guān)鍵。企業(yè)提升科技創(chuàng)新能力,已經(jīng)成為刻不容緩的歷史使命。
目前,我國現(xiàn)有各類儀器儀表企業(yè)6000多家,與測(cè)量控制的發(fā)展,有助于我們明確方向和增強(qiáng)信心。下面我們簡(jiǎn)要的回顧一下我國儀器儀表與測(cè)量控制近年來的重大進(jìn)展。
已經(jīng)具有一定技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)系。在6000多家企業(yè)中,年銷售收入超過1000萬元的不足1000家。主要是由于我國測(cè)試儀器的普遍水平還停留在20世紀(jì)80年代初國際水平上;大型和高檔儀器設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口;許多急需的專用儀器還是空白;中低檔產(chǎn)品保證質(zhì)量上還有許多難關(guān)需要攻克,科技創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展滯緩,是制約我國測(cè)試儀器企業(yè)發(fā)展的一個(gè)"瓶頸"。
中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所,2003年與美國Sydigital公司合作開發(fā)了DT-100/200數(shù)字電視碼流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析儀,并與Sydigital公司合資成立了迪吉泰數(shù)碼科技有限公司,專業(yè)從事數(shù)字電視測(cè)試儀器的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售,并于海信集團(tuán)簽定了全面合作框架協(xié)議,全面開展高清數(shù)字電視測(cè)量?jī)x器關(guān)鍵技術(shù)及其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)制造的研究。
展望未來幾年,由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成的巨大需求,電子測(cè)量?jī)x器的國內(nèi)市場(chǎng)仍將呈高速發(fā)展的趨勢(shì),特別是數(shù)字電視和通信市場(chǎng)的高速發(fā)展,使我國電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。今后,我國將在信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、航空航天技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域取得更大突破,這些領(lǐng)域的研究、開發(fā)、技術(shù)升級(jí)的基本手段就是利用電子儀器。因此,隨著各行各業(yè)對(duì)電子儀器產(chǎn)品需求量的增加將不斷推動(dòng)電子儀器行業(yè)向前發(fā)展。
2 電氣測(cè)量技術(shù)的發(fā)展
我國儀器儀表與測(cè)量控制還存在不小差距,面臨著落后被動(dòng)的局面。但是,由于國家的重視和支持,儀器儀表界和廣大科技術(shù)工作者的努力奮斗,近年來我國儀器儀表與測(cè)量控制依然取得了可喜的成績(jī),獲得了很大的發(fā)展。認(rèn)真總結(jié)我國儀器儀表
(1)工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)
在工業(yè)自動(dòng)化儀表方面,近年來溫度儀表的重要進(jìn)展主要體現(xiàn)在紅外熱像儀的應(yīng)用迅速擴(kuò)大。流量?jī)x表內(nèi)錐流量計(jì)創(chuàng)新成果顯著,我國已經(jīng)擁有各種與V錐相關(guān)或相近的流量計(jì)產(chǎn)品專利超過20項(xiàng),其中至少6項(xiàng)目是發(fā)明專利,超過了美國,成為V錐流量計(jì)專利高產(chǎn)國。國產(chǎn)低端壓力變送器和帶HAR
T功能的壓力變送器近年來也發(fā)展很快,品種多、規(guī)格全、價(jià)格低,在市場(chǎng)上已經(jīng)很具競(jìng)爭(zhēng)力?刂崎y行業(yè)近年來的進(jìn)展是顯著的,產(chǎn)品“跑冒滴漏”現(xiàn)象得到很大改進(jìn),不少產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國外主流產(chǎn)品水平。在控制系統(tǒng)方面,進(jìn)展令人鼓舞。國產(chǎn)DCS系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入大型超臨界火電機(jī)組控制系統(tǒng)。2007年1月,上海自動(dòng)化儀表股份有限公司的DCS系統(tǒng)在襄樊電廠首臺(tái)600MW超臨界機(jī)組上投運(yùn)成功移交生產(chǎn)。國電智深公司于2007年11月成功簽定江蘇諫壁1000MW超臨界機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)項(xiàng)目,并于2008年3季度成功中標(biāo)兩項(xiàng)大型超臨界火電機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)項(xiàng)目。和利時(shí)公司和浙江中控公司的DCS系統(tǒng),近年來在大型交通和石化工程項(xiàng)目上都得到了成功應(yīng)用。特別應(yīng)該提到的是,國產(chǎn)DCS系統(tǒng)在核電工程上的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入核島控制系統(tǒng)。
(2)科學(xué)儀器
科學(xué)儀器最能體現(xiàn)儀器儀表既是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的重要工具,也是科技創(chuàng)新研究的主題內(nèi)容
之一和創(chuàng)新成就的重要體現(xiàn)。
近年來,在國家的大力支持下,科學(xué)儀器獲得了很快發(fā)展,以質(zhì)譜儀為代表的高端科學(xué)儀器取得了重大進(jìn)展,出現(xiàn)了可以與國外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的國產(chǎn)色——質(zhì)聯(lián)用儀器。特別是,我國“嫦娥”環(huán)月空間衛(wèi)星上天,就攜帶了我國自主研發(fā)的多光譜遙測(cè)、信
號(hào)傳送儀器。四川汶川大地震,全國各地很快送去了大量環(huán)境、水文測(cè)量便攜式分析儀器,表明了我國科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的實(shí)力。
此外,科學(xué)儀器領(lǐng)域我國還取得了多項(xiàng)很有價(jià)值的進(jìn)展。比如,自主研制出領(lǐng)先國際的分子束科學(xué)儀器——?dú)湓永锏虏畱B(tài)飛渡時(shí)間譜交叉分子束裝置;國際第一臺(tái)真空紫外激光角分辨光電子能譜儀;離子遷移譜探測(cè)技術(shù)痕量爆炸物快速檢測(cè)儀;新型生命探測(cè)儀器“SJ—3000搜救雷達(dá)”;便攜式高分辨淺水多波束測(cè)深儀;光學(xué)捕獲理論研究取得進(jìn)展;光學(xué)相干層析成像技術(shù)及相關(guān)儀器開發(fā)取得多方面進(jìn)展等等。
(3)醫(yī)療儀器
國家“十一五”規(guī)劃和建設(shè)創(chuàng)新型國家都把醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè),國家在研發(fā)、技術(shù)平臺(tái)建設(shè)、研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)業(yè)基地各方面都加大了支持的力度,近年來醫(yī)療儀器也取得了長足的進(jìn)展。在醫(yī)學(xué)影像儀器方面,X射線機(jī)、計(jì)算機(jī)斷層掃描機(jī)(CT)、超聲掃描成像儀以及影像后處理與分析系統(tǒng),無論技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都有顯著提高。在醫(yī)用電子技術(shù)和儀器方面,值得提出的是清華大學(xué)研制出可作為個(gè)人電腦外設(shè)的腦控鍵盤和鼠標(biāo),還研制完成基于嵌入系統(tǒng)的腦控家居環(huán)境控制器,用于幫助喪失運(yùn)動(dòng)能力長期臥床的殘疾人,2007年世界技術(shù)評(píng)估中心對(duì)這一成果給予了高度的評(píng)價(jià)。
(4)電子與電工測(cè)量?jī)x器
這里,我們只列舉兩項(xiàng)突出的進(jìn)展。一是微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器跨入了世界先進(jìn)行列,二是電能表綜合技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是現(xiàn)代電子裝備必備的關(guān)鍵的測(cè)試設(shè)備。我國在前幾年研制成功矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用領(lǐng)域從線性網(wǎng)絡(luò)向非線性、大功率網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試和分析發(fā)展,掌握了多種以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心的自動(dòng)測(cè)試技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用,使我國
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用水平跨入了國際先進(jìn)行列。我國是電能表生產(chǎn)大國,近年來非常注意在準(zhǔn)確度、可靠性、功能、能耗、產(chǎn)品兼容性、環(huán)境適應(yīng)性及可維護(hù)性等多方面提高技術(shù)水平,在國際市場(chǎng)上占有重要地位。
3 電氣測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1發(fā)展方向與學(xué)科前沿
(1)配合數(shù)控設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新
數(shù)控設(shè)備的主要誤差來源可分為幾何誤差(共有21項(xiàng))和熱誤差。對(duì)于重復(fù)出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差,可采用軟件修正;對(duì)于隨機(jī)誤差較大的情況,要采用實(shí)時(shí)修正方法。對(duì)于熱誤差,一般要通過溫度測(cè)量進(jìn)行修正。我國機(jī)床行業(yè)市場(chǎng)萎縮同時(shí)又大量進(jìn)口國外設(shè)備的原因之一就是因?yàn)檫@方面的技術(shù)沒有得到推廣應(yīng)用。為此,需要高速多通道激光干涉儀:其測(cè)量速度達(dá)60m/min以上,采樣速度達(dá)5000次/sec以上,以適應(yīng)熱誤差和幾何誤差測(cè)量的需要?諝庹凵渎蕦(shí)時(shí)測(cè)量應(yīng)達(dá)到2×10的-7次方水平,其測(cè)量結(jié)果和長度測(cè)量結(jié)果可同步輸入計(jì)算機(jī)。
(2)
運(yùn)行和制造過程的監(jiān)控和在線檢測(cè)技術(shù) 綜合運(yùn)用圖像、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質(zhì)相互作用原理的傳感器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。在這個(gè)領(lǐng)域綜合創(chuàng)新的天地十分廣闊,如振動(dòng)、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。
(3)配合信息產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)科學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新 為了在開放環(huán)境下求得生存空間,沒有自主創(chuàng)新技術(shù)是沒有出路的。因此應(yīng)該根據(jù)有專利權(quán)、有技術(shù)含量、有市場(chǎng)等原則選擇一些項(xiàng)目予以支持。根據(jù)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀,信息、生命醫(yī)學(xué)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域需要的產(chǎn)品應(yīng)給予優(yōu)先支持。如醫(yī)學(xué)中介入治療的精密儀器設(shè)備、電子工業(yè)中的超分辨光刻和清潔方法和機(jī)理研究等。 3.2 虛擬測(cè)試技術(shù)
通過虛擬測(cè)試系統(tǒng),可以使產(chǎn)品歷經(jīng)虛擬設(shè)計(jì)、虛擬加工、虛擬裝配、產(chǎn)品性能虛擬測(cè)試和虛擬使用全過程。虛擬測(cè)試的結(jié)果信息可用于優(yōu)化、改進(jìn)虛擬制造技術(shù)中有關(guān)的設(shè)計(jì)和過程參數(shù)。由于虛擬測(cè)試在虛擬制造技術(shù)中應(yīng)用的普遍性,能促進(jìn)整個(gè)虛擬制造技術(shù)體系更為完備和工程實(shí)用化。因此,開展虛擬制造環(huán)境的虛擬測(cè)試技術(shù)研究和應(yīng)用具有重要而深遠(yuǎn)的意義,而計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬技術(shù)和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,以及大量工程實(shí)用數(shù)據(jù)的積累,也使得建立虛擬測(cè)試系統(tǒng)具備了現(xiàn)實(shí)的可能性。我們開展虛擬測(cè)試技術(shù)研究,就是用虛擬工程概念解決型號(hào)研究中的實(shí)際測(cè)試問題。通過構(gòu)造型號(hào)虛擬測(cè)試環(huán)境解決型號(hào)研制過程中的測(cè)試具體問題,包括參數(shù)精度測(cè)試,各種物理參數(shù)的虛擬產(chǎn)生,過程測(cè)試方法的模擬、測(cè)試程序的執(zhí)行檢測(cè),對(duì)象模擬,以及虛擬模發(fā)、模飛等。當(dāng)前,虛擬測(cè)試的研究和應(yīng)用主要集中在兩方面:
一是基于虛擬儀器技術(shù)的虛擬測(cè)試,基于虛擬儀器技術(shù)的虛擬測(cè)試的核心思想是“軟件就是儀器”。其實(shí)現(xiàn)途徑是在一定硬件基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)和軟件及相應(yīng)算法來替代傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x表和裝置,如:信號(hào)調(diào)理與傳輸儀表,信號(hào)顯示記錄儀、存儲(chǔ)儀表、信號(hào)分析與處理儀表,以及有關(guān)控制、監(jiān)控環(huán)節(jié)。
另外,就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬測(cè)試;谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬測(cè)量,則是在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下,借助多種傳感器和必要的硬件裝備,根據(jù)具體需求,完成有關(guān)的測(cè)量任務(wù)。在虛擬環(huán)境下可以設(shè)計(jì)、構(gòu)建所需要的虛擬測(cè)試系統(tǒng),進(jìn)行虛擬測(cè)試、虛擬測(cè)量操作、測(cè)量過程仿真及虛擬制造中的虛擬測(cè)試等。
在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下進(jìn)行虛擬測(cè)試,能夠?qū)⑷恕y(cè)量設(shè)備、測(cè)量系統(tǒng)模型和測(cè)量仿真軟件集成于一體,提供良好的人機(jī)交互和反饋手段,產(chǎn)生逼真效果。然而目前虛擬現(xiàn)實(shí)的硬件設(shè)備和工具價(jià)格昂貴,
VR技術(shù)在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)注重技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn),不必追求高檔的、完全的VR環(huán)境。
目前基于虛擬儀器技術(shù)的虛擬測(cè)試和基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬測(cè)試日趨走向集成和融合。虛擬測(cè)試可以降低實(shí)際測(cè)試操作的費(fèi)用,減少在危險(xiǎn)環(huán)境中實(shí)際操作的危險(xiǎn)性,虛擬測(cè)試所具有的擬實(shí)性、靈活性和低成本,使之成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。尤其在虛擬制造中具有重要作用,它貫穿于虛擬設(shè)計(jì)、虛擬加工制造、虛擬裝備以及產(chǎn)品性能檢測(cè)和使用的全過程,實(shí)現(xiàn)虛擬制造各個(gè)階段有機(jī)銜接,推進(jìn)虛擬制造技術(shù)的發(fā)展和工程化。因此,開展虛擬制造環(huán)境的虛擬測(cè)試技術(shù)研究和應(yīng)用具有重要而深遠(yuǎn)的意義,而計(jì)算機(jī)技術(shù),虛擬技術(shù)和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展,以及大量工程實(shí)用數(shù)據(jù)的積累,也使得建立虛擬測(cè)試系統(tǒng)具備了現(xiàn)實(shí)的可能性。
近年來,以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)促進(jìn)了電子行業(yè)的飛速增長,也極大地推動(dòng)了測(cè)試測(cè)量?jī)x器和設(shè)備的快速發(fā)展。鑒于中國在全球制造鏈和設(shè)計(jì)鏈的重要地位,使得這里成為全球各大測(cè)量?jī)x器廠商的大戰(zhàn)場(chǎng),同時(shí),也帶動(dòng)了中國本土測(cè)試測(cè)量技術(shù)研發(fā)與測(cè)試技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。
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