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测试测量技术发展趋势 Revised by Liu Jing on January 12, 2021测试测量技术发展趋势0 评级 | out of 5概览作者：徐赟, 技术市场工程师, NI 中国分公司30多年来，作为测试测量行业的创新者和虚拟仪器技术的领导者，National Instruments一直致力于为工程师和科学家们提供一个通用的软硬件平台，用于科技应用和工程创新。
伴随着测试需求的多样化和复杂化，这种以软件为核心的测试策略正逐渐成为行业主流的技术，并得到广泛的应用，在提高效率的同时降低测试成本。
在新兴商业技术不断涌现的今天和未来，测试测量行业正呈现出五个重要的发展方向。
目录1.2.3.4.5.趋势一：软件定义的仪器系统成为主流如今的电子产品(像iPhone和Wii等)已越来越依重于软件去定义产品的功能。
同样的，在产品设计和客户需求日益复杂的今天，用于测试测量的仪器系统也朝着以软件为核心的模块化方向发展，使得用户能够更快更灵活的将测试集成到设计过程中去，进一步减少了开发时间。
通过软件定义模块化硬件的功能，用户可以快速实现不同的测试功能，并应用定制数据分析算法和创建自定义的用户界面。
相比于传统仪器固定的功能限制和只是“测试结果”的呈现，以软件为核心的模块化仪器系统能够赋予用户更多的主动权，甚至将自主的知识产权(IP)应用到测试系统中。
(见图1)在业界，被认为是最保守的客户之一的美国国防部在2002年向国会提交的报告中指出下一代测试系统(NxTest)必须是基于现成可用商业技术(COTS)的模块化的硬件，并同时强调了软件的能动作用。
最新的合成仪器(Synthetic Instrumentation)的概念也无非是经过重新包装的虚拟仪器技术，将软件的开放性和硬件的模块化重新结合在了一起。
在媒体界,《电子系统设计》杂志的编辑Louis Frenzel先生在他最近关于测试行业趋势的文章()中也再次肯定了虚拟仪器技术对于测试测量行业的革新作用以及软件定义仪器的发展方向。
先进测试技术及其发展趋势摘要:先进测试技术与仪器对于现代制造系统的发展具有重要支撑作用.在分析现代制造系统与先进测试技术同步发展特征的基础上，探讨现代制造系统与先进测试技术相互关系和协同发展的问题。
针对先进测试技术的研究要紧紧围绕现代制造业的发展需要，分析论述了先进测试技术领域的一些值得关注、重点研究和应用的技术发展方向。
关键词:现代制造系统先进测试技术发展趋势1 绪论制造业进入21世纪以来，面临着如何增强企业间的合作能力，缩短产品上市时间，提高产品质量和生产效率,提高企业对市场需求的应变能力和综合竞争能力的问题。
用信息技术来提升、改造我国的传统制造业，实施制造业信息化工程，推动制造企业实施数字化设计与制造集成,是机械制造业面临的一项紧迫任务。
制造业信息化工程实施对先进测试技术的需要更为迫切。
因此,采用先进信息化数字测试技术和产品来迅速提升机械制造业水平,是当前一个重要的发展方向。
作为现代制造系统运行质量保证体系中数据信息的获取、分析和评定环节，先进测试技术和精密量具量仪是现代加工技术与装备的眼睛，成为现代制造系统不可或缺的重要组成部分.目前，先进检测技术有机集成到机械学科和先进制造中，为现代制造系统提供高效率、高精度和高质量的保证。
该文针对当前制造业信息化工程技术、高档数控加工等现代制造系统应用的实际情况，分析论述现代制造技术与先进测试技术的协同发展的问题。
通过讨论先进测试技术现状、需求与特征，分析论述了现代制造系统中的精密测试、在线检测、数字化测试、计算机视觉测试、三坐标测试机等技术和应用发展概况，目的是围绕现代制造业的发展需要,提出了先进测试技术领域的一些值得关注和重点研究的问题。
2 现代制造与先进测试技术现代制造系统是在吸收和发展机械、电子、信息、材料、能源及现代管理技术成果的基础上,综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等产品生命周期的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产模式,取得理想的技术和经济效果的综合化系统，也可以说现代制造系统就是一种信息系统。
测试技术与传感技术是信息技术三大支柱（传感技术、通信技术和计算机技术）之一，与通信技术、计算机技术一起分别构成信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。
测试的基本任务：1.获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法与必需的信号分析及数据处理，获得与被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它信息处理装置、控制系统。
2.完整的测试过程包括：被测对象、测试方法、数值和计量单位、测量误差等。
现代测试系统特点：1)高精度和高分辨率；2)高速实时数据分析处理；3)高可靠性和稳定性；4)多功能扩展；5)自校准和自动故障诊断；6)多种形式输出和存储结果。
现代测试技术的发展趋势:1、传感器向新型、微型、智能型方向发展; 利用新材料（半导体、陶瓷、有机材料等）、新原理（生物、物理、化学效应等）、新工艺开发出的新型传感器。
2、测试仪器向高精度、集成化、多功能、在线监测、性能标准化和低价格发展3、测量数据处理以计算机为核心，使测量、分析处理、显示及故障预报向自动化、网络化发展测量误差基本概念:真值——指被测量在一定条件下客观存在的、实际具备的量值。
真值是不可确切获知的，实际测量中常用“约定真值”和“相对真值”。
约定真值是用约定的办法确定的真值，如砝码的质量。
相对真值是指具有更高精度等级的计量器的测量值。
标称值——计量或测量器具上标注的量值。
如标准砝码上标注的质量数。
示值——由测量仪器（设备）给出的量值，也称测量值或测量结果测量误差——测量结果与被测量真值之间的差值误差公理——一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学试验的过程之中。
研究误差的目的是找出适当的方法减小误差，使测量结果更接近真值。
准确度——是测量结果中系统误差与随机误差的综合，表示测量结果与真值的一致程度，由于真值未知，准确度是个定性的概念。
测量不确定度——表示测量结果不能肯定的程度，或说是表征测量结果分散性的一个参数。
它只涉及测量值，是可以量化的。
《现代测试技术》课程教学大纲编号：B002D150英文名称：Technology of Modern Measurement适用专业：电子信息工程责任教学单位：电子工程系电子信息工程教研室总学时：32（其中实验学时：8）学分：2.0考核形式：考试课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握现代测试技术的工作原理及特点，掌握当前数字化、网络化的测试技术，了解现代测试技术过程中GPIB、VXI等程控仪器的数字接口，以及PXI等自动检测相关技术，培养学生开发、应用现代测试系统的能力。
本科课程的主要教学方法：以讲授、讨论为主，实践教学为辅。
本课程与其他课程的联系与分工：本课程以电子测量、检测技术、智能仪器设计等课程为基础。
讲授过程中需结合控制接口技术、数字通信技术、智能仪器、网络测试技术等内容，综合地进行分析，采用讲授与实践相结合的方法锻炼学生分析和解决问题的能力，以及掌握应用智能仪器进行信号检测及分析的能力。
主要教学内容及要求：第一部分现代测试技术概述教学重点：掌握现代自动测试系统的体系结构。
教学难点：程控设备互联协议。
教学要点及要求：了解自动测试系统的应用和意义。
掌握现代自动测试系统的体系结构。
了解程控设备互联协议。
掌握现代自动测试系统的分类。
了解网络化测试系统技术。
了解自动测试软件平台技术。
第二部分总线接口技术教学重点：GPIB总线结构及接口设计。
VXI总线组成及通信协议。
PXI总线规范及系统结构。
教学难点：VXI总线通信协议。
教学要点及要求：了解GPIB数字接口的发展及基本特性。
掌握GPIB器件模型，掌握数字总线结构，理解接口功能及其赋予器件的能力。
理解GPIB专用LSI接口芯片实现接口功能。
了解VXI模块与主机箱，掌握VXI总线信号，掌握VXI器件。
掌握VXI系统的通信协议。
理解VXI高速数据总线（FDC），理解VXI模块接口设计技术。
掌握PXI总线的特点和总线规范。
浅析现代测试技术的发展趋势及其与传感器的联系摘要:随着自动化技术的高速发展，测试技术已成为促进当代生产的主流环节，同时也是生产过程自动化和经营管理现代化的基础。
没有性能好、精度高、质量可靠的仪器测试到各种有关的信息，要实现高水平的自动化就是一句空话【1】，而且现代测试技术也越来越趋向于高度智能化、集成化和网络化。
伴随着以信息技术、网络技术和计算机技术为核心科技浪潮的到来，现代测试技术在全球化的驱动下，朝着标准化、通用、网络化的方向迈进。
传感器是在测试系统中是一个非常关键的部件，起着重要的作用，并与现代测试技术之间的联系日益密切。
关键词: 发展方向智能多传感集成网络编程语言平台测试传感器当今时代，以Internet为代表的计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善，为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。
这种网络化测试形式是把TCP/IP协议作为一种嵌入式的应用，嵌入到现场智能仪器的程序存储器中，使信号的收、发都以TCP/IP方式进行。
在这样的测控网络中，仪器设备充当着网络中独立节点的角色，信息可跨越网络传输至所及的任何领域，实时、动态(包括远程)的在线测控成为现实。
在国防、通信、航空、航天、气象、制造等领域，对大范围的网络化测控将提出更迫切的需求，网络技术也必将在测控领域得到广泛的应用；网络化仪器很快发展并逐渐成熟起来，使测试网络由传统的集中模式转变为分布模式，从而有力地带动和促进现代测试技术的进步。
由此可见，网络化将成为未来测试技术的重要发展趋势。
进入21世纪后，随着计算机技术和软件技术的发展，电子测量仪器领域发生了一场革命性的变革，传统的测试仪器逐步被与PC机相配合使用的模块式仪器所取代，形成了所谓的“虚拟仪器”，自动测试系统结构也从传统的机架层迭式结构发展成为模块化结构，当通用硬件平台确定后，决定仪器功能的将是软件，而不是硬件，现代测试技术逐步向标准化、规模化、网络化方向发展。
1 现代测试技术的发展趋势1.1 智能化回顾测试仪器仪表的发展历史，从第一代基于电磁测量原理、以模拟测量为主的指针式仪表，到第二代将模拟信号的测量转化为数字信号测量并以数字显示的数字式仪表，再到当今的第三代仪器——智能仪器【8】，它可以贮存大量的测量信息并对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断。
《现代检测技术》综述前言:随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。
从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
检测的发展和现代检测技术：检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量，而工业化的发展则对传统的检测提出了更高的要求，为了保证生产过过程能正常、高效、经济的运行，严格控制生产过程中某些重要的工艺参数（如温度、压力、流量等）进行严格的控制，基于这样的理念现代检测呼之欲出。
1 检测的发展：检测技术是20世纪六十年代发展起来的一门具有广泛应运价值的交叉学科，发展过程经历了三个阶段。
(1)第一阶段是依靠人工为主。
通过专家现场获取设备运行时的感观状态，感知异常的震动、噪声、温度等信息，凭经验确定可能存在何种故障或故障隐患。
(2)第二阶段是信号分析监测与诊断阶段。
随着传感器技术、测量技术以及分析技术的发展，状态监测逐步发展为依靠传感器和测量仪器获取设备的工作参数(如频率、振幅、速度、加速度、温度等参数)，通过与正常工作状态下的参数进行对比，确定故障点或故障隐患点。
(3)第三阶段是现代化状态监测与故障诊断阶段。
随着信号处理技术、软测量技术、计算机技术和网络技术的发展，状态监测与故障诊断技术也发展到计算机时代，数据采集工作站采集现场的各种传感器信号，通过计算机网络将数据发送到远程的监测与诊断工作站，利用各种信号处理技术和分析软件对设备状态进行监测。
现代测试技术（总结版）绪论现代分析测试技术概论仪器分析法⼀般都有较强的检测能⼒。
绝对检出限可达：毫克10_3 g 微克10_6 g 纳克 10_9 g ⽪克10_12 g 飞克10_15g 阿克10_18g现代测试技术主要发展趋势:⑴以“三微”技术为主流：“三微”——微量、微束、微区。
⑵以⾼度⾃动化控制为主要趋势⑶分析数据处理的⾼度计算机化⑷分析⼿段综合化⑸分析功能多样化⑹测试分析⽹络化现代分析测试仪器基本⼯作模式:⼀、⽤⼀束“粒⼦”或某种⼿段作为探针来探测、激发物质—⼊射粒⼦或激发源主要有电⼦、离⼦、光⼦、中性粒⼦、电场、磁场、热场和声波；⼆、在探针的作⽤下，⼊射粒⼦与物质相互作⽤，从样品中出射、带有物质信息的粒⼦（发射谱）—电⼦、离⼦、中性粒⼦、光⼦；三、检测这些粒⼦的能量、动量、质荷⽐、束流强度等特征，或出射波的频率、⽅向、强度、偏振等—记录、处理、分析，获得有关物质的信息；现代测试技术分类按仪器探测及发射粒⼦分类⼀、发射粒⼦：1、电⼦束-SEM、TEM、EPMA、AES、2、X射线-XPS、XRF、XRD；3、离⼦源-SIMS、ISS；4、特殊光源-IR、LR、UPS、AAS、ICP-AES、ICP-MS；⼆、探测粒⼦：1、电⼦谱—探测粒⼦或发射粒⼦是电⼦；2、光谱—探测粒⼦及发射粒⼦都是光⼦；3、离⼦谱：探测粒⼦及发射粒⼦都是离⼦；4、光电⼦谱—探测粒⼦是光⼦，发射粒⼦是电⼦；按仪器检测性能分类⼀、物理化学性质测试： 1、成分分析2、化合物结构分析3、表⾯原⼦动态和受激态分析⼆、物理性质测试：1、微观形貌分析2、晶体结构分析3、表⾯电⼦结构分析按照应⽤特点分类1⽤以测定原⼦或离⼦的分析测试⽅法原⼦吸收光谱法、X射线荧光光谱法、电化学分析2⽤以分析鉴定分⼦的分析测试⽅法紫外吸光光度法、红外吸收光谱法、拉曼光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、X射线衍射分析3分离分析⽅法⽓相⾊谱、液相⾊谱、超临界流体⾊谱、⽑细管电泳4表⾯和界⾯分析X光电⼦能谱、透射电⼦显微镜、扫描电⼦显微镜、X射线技术分析测试仪器的选择和使⽤：1、物理性质/物理化学性质分析2、定性/半定量/定量分析3、⾮破坏/破坏分析4、⾦属/⾮⾦属样品分析5、固体/粉末/液体试样分析6、表⾯/表层/体相分析7、微区/深度分析分析测试⽅法主要性能参数：标准曲线、灵敏度、精密度、准确度、检出限。
测试技术的发展趋势随着科技的不断进步，测试技术也在不断发展，其中存在着一些明显的趋势。
以下将分析测试技术的发展趋势，了解其未来可能的发展方向。
首先，自动化测试是测试技术发展的主要方向之一。
传统的手工测试需要花费大量时间和人力，并且容易出现遗漏或错误。
而自动化测试通过编写脚本和使用工具来执行测试任务，能够大大提高测试效率和准确性。
随着自动化测试技术的不断发展，未来将会出现更为高效和智能的自动化测试工具，进一步降低测试成本和提高测试质量。
其次，移动设备测试是测试领域的一个重要方向。
随着智能手机和平板电脑的普及，移动应用的需求也呈现出爆发式增长。
传统的测试方法往往无法应对移动设备复杂的操作系统和软硬件环境，因此移动设备测试显得尤为重要。
未来，移动设备测试将借助云测试和虚拟化技术，实现对不同设备和平台的快速测试和部署，以满足不断增长的移动应用市场需求。
此外，安全测试也是测试技术的一大发展趋势。
随着互联网的发展和普及，网络安全问题日益凸显。
安全测试旨在发现和修复系统中存在的漏洞和弱点，以保护系统和用户的信息安全。
未来，随着人工智能和大数据技术的运用，安全测试将变得更为智能化和全面化。
同时，随着物联网和智能家居的兴起，对于物联网设备的安全测试也将成为一个热门领域。
最后，质量保证和测试的整合是测试技术的另一个重要趋势。
传统的测试工作往往是在软件开发的后期进行，这样往往会导致测试工作的落后于开发进程，从而影响项目的进度和质量。
因此，质量保证和测试的整合变得至关重要。
未来，测试将更加贴近开发过程，并与质量保证、需求管理和项目管理等环节进行无缝衔接，以提高产品的整体质量，并加速产品的上市速度。
综上所述，测试技术的发展趋势包括自动化测试、移动设备测试、安全测试以及质量保证与测试的整合。
这些趋势将进一步提高测试的效率和质量，推动软件开发和互联网行业的发展。
未来，测试技术将会更加智能、高效和全面，成为数字化时代的重要支撑。
