測(cè)量技術與儀(yí)器(qì)涉及所有物理量的測量,對於材料、工程科學、能源科學關係密切。目前的發展趨勢有以下幾點:
(1)以自(zì)然(rán)基準溯源和傳遞,同時在不(bú)同量程實現國際比對。如果自己沒有能力(lì)比對就要依靠其它國家。
(2)高精度。目前半導體工藝的典型線寬為(wéi)0.25μm,並正向0.18μm過渡,2009年的預測線寬是0.07μm。如果定位要求占線寬的1/3,那麽就要求10nm量級的精度,而且晶片尺寸還在增大,達到300mm。這就意味著測量定位係統的精度要優於3×10的-8次方,相應的激光穩頻精度應該是10的-9次方數量級。
(3)高速度。目(mù)前加工機械的速度已經提高到1m/sec以上,上世紀80年
代以前開發研製的儀器已不適應市場的需求。例如惠普(pǔ)公司的幹(gàn)涉儀(yí)市(shì)場大部分被(bèi)英國Renishaw所占領,其原因是後者的速度(dù)達到(dào)了1m/sec。
(4)高靈敏,高分辨,小型化。如將光(guāng)譜(pǔ)儀集(jí)成到一塊電(diàn)路板(bǎn)上。
(5)標準化。通訊接口過去常用GPIB,RS232,目前有可能成為替代物的高性能標準是USB、IEEE1394和VXI。現在,技術領先者設法控製技(jì)術標準,參與標準製訂(dìng)是儀器開發的基礎研究工作之一。
我國儀器科(kē)技的發展(zhǎn)現狀
(1)由於長期習慣於仿製國外產品,我國的儀器儀表工業缺乏創新能力,跟不(bú)上科(kē)學研究和工程建設的需要。
(2)我國(guó)儀器科學與技術研究領域積累了大量科研成果,許多成果處於國際領先水平,有待(dài)篩選、提高和轉化,但產業化程度很低,沒有形成(chéng)具有國際(jì)競爭力(lì)的完整產業。
未來發展趨勢
1.發展方向與學科前沿(yán)
(1)配合數控設備的技術創新(xīn)(如主軸速度,精度創成)
數控設備的主要誤差來(lái)源可分為幾(jǐ)何誤差(共有21項)和熱誤差。對於(yú)重複出現的係統誤差,可采用軟件修正;對於隨機誤差較大(dà)的情(qíng)況,要采用實時修(xiū)正方法。對於熱誤差,一般要通過溫度(dù)測量進行修正(zhèng)。我國機(jī)床行業市場萎縮同時又大量進口國外設備的原因之一就是因為這方麵的(de)技術沒有得到推廣應用。為此,需要高速多通道激光幹涉儀:其測量速度達60m/min以上(shàng),采樣速度達5000次/sec以上,以(yǐ)適應熱誤差和幾何誤差測量的需要。空氣折射率實時測(cè)量應達到2×10的-7次方(fāng)水平,其測量(liàng)結果和長度測量結果可同步輸入計算機。
(2)運行和製造過程的監控和在線檢測技術
綜(zōng)合運(yùn)用圖像、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質相互作用原理的傳感(gǎn)器(qì)具(jù)有非接觸、高靈敏(mǐn)度、高柔(róu)性、應用範圍廣的(de)優(yōu)點。在這個領域綜合創(chuàng)新的天地十分廣闊,如振動、粗糙度、汙染物、含水量、加工尺寸及相(xiàng)互位置等。
(3)配合信(xìn)息產業和生(shēng)產科(kē)學的技術創新
為(wéi)了在(zài)開放環境下求(qiú)得生存空間,沒有自主創新技術是沒有出路的。
因此應該根據有專利權、有技術(shù)含量、有(yǒu)市場(chǎng)等原則選(xuǎn)擇一些項目予以支持。根據當前(qián)發展現(xiàn)狀,信(xìn)息、生命醫學、環保、農業等領域(yù)需要的產品應給予優(yōu)先支持。如醫(yī)學中介入治療的精密儀器設備、電子工業中的超分辨光刻和清潔方法和機(jī)理研究等。
2.優先領域(yù)
在(zài)基礎研究的初期,對於能否有(yǒu)突破性(xìng)進展是很難(nán)預測的。但是,當已經取得突破性進展時,則需要有一個轉化機製以進入市場(chǎng)。
(1)納米溯源技術和係(xì)統。
(2)介入安裝和製造的坐標(biāo)跟(gēn)蹤測量(liàng)係統。
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