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当今世界已进入信息时代，信息技术成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。仪器仪表在学科分类上属于“信息获取”技术的范畴，它与信息传输技术和信息处理技术共同构成当代信息科学技术的三大组成部分。如何获得自然界的信息，是人类在认识世界、改造世界的过程中需要解决的首要问题，“信息获取”是“信息传输”、“信息处理”工作的重要基础，而仪器仪表则是人类获得自然界信息的工具，是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，因此仪器仪表是信息产业的源头和组成部分。高度发展的仪器仪表科学技术，成为信息时代的一个重要特征。

（1）发展仪器科学已成为国家的一项战略措施

现代仪器仪表的发展水平，是国家科技水平和综合国力的重要体现，仪器仪表制造水平反映出国家的文明程度。为此，世界发达国家都高度重视和支持仪器仪表的发展，美、日、欧等发达国家和地区早已制定各自的发展战略并锁定目标，有专门的投入，以加速原创性仪器的发明、发展、转化和产业化进程。发达国家中的科学仪器的发展，已从自发状态转入到有意识、有目标的政府行为上来。

（2）仪器技术是信息技术

著名科学家钱学森明确指出：“发展高新技术，信息技术是关键，信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。测量技术是关键和基础。”而测量技术则是仪器技术中的一项重要内容，所以说仪器技术是信息技术。

（3）仪器技术是信息技术中的源头技术

信息技术包括信息获取、信息处理、信息传输三部分内容。其中，信息获取是靠仪器来实现的。仪器中的传感器、信号采集系统就是完成这一任务的具体器件。如果不能获取信息，或信息获取不准确，那么信息的存储、处理和传输都是毫无意义的。因而，信息获取是信息技术的基础，是信息处理、信息传输的前提。仪器是获取信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用，没有仪器是不可能进人信息时代的。因而，仪器技术是信息技术中“信息获取--信息处理--信息传输”的源头技术，也是信息技术中的关键技术。

（4）仪器技术是现代科技的前沿技术

工欲善其事，必先利其器。第一代测试仪器是以电磁感应基本定律为基础的模拟指针式仪表。当50年代出现了电子管、60年代出现晶体管时，便产生了以电子管或晶体管为基础的第二代测试仪器——分立元件式仪表。70年代出现了集成电路，产生了以集成电路芯片为基础的第三代仪器——数字式仪表。随着微电子技术的发展和微处理器的普及，80年代以微处理器为中心的第四代仪器——智能式仪表迅速普及。微电子技术与计算机技术的飞速发展，测试技术与计算机深层次的结合正引起测试仪器领域里一场新的革命，一种全新的仪器结构概念导致新一代仪器——虚拟仪器的出现，进而产生集成仪器，再由单台仪器子系统向多台仪器组成的大的测试系统方向发展。现代高新技术，如航天、遥感、生物工程、医疗、环保、新材料等的研究发展以及各类基础科学实验工作，无一不直接依靠仪器来完成。现代仪器技术是知识创新和技术创新的基础，电子显微镜、质谱技术、CT断层扫描仪、J射线物质结构分析仪、光学相衬显微镜、扫描隧道显微镜等先进仪器的诞生对人类的科学研究产生了划时代的作用。纵观人类科技发展史不难看出，科技重大成就的获得和科学新领域的开辟往往是以测试仪器和测试技术方法上的突破为先导的。

仪器科学与技术在当今我国国民经济和科学技术发展中的作用日益明显，最初作为测量器具的仪器在促进科技和生产发展的同时，在现代科学技术和生产力的推动下，已成为完整的仪器科学与技术学科。作为测量和测试技术集中体现的仪器科学与技术学科，在当今我国国民经济和科学技术发展中的作用日益明显，仪器仪表是工业生产的“倍增器”、科学研究的“先行官”、军事上的“战斗力”、国民活动中的“物化法官”已广为人们所理解。

实际上，随着人类制造和使用工具的规模不断向高、大、精、尖发展，人类活动的规模和深度不断扩大和深入，人类已不可能通过自己的感觉、思维和体能器官直接观测和操作工具使之达到既定的目标，仪器科学与技术的内涵就是专门研究、开发、制造、应用各类仪器以使人的感觉、思维和体能器官得以延伸的科学技术学科，从而使人类具有更强的感知和操作工具的能力来面对客观物质世界，能以最佳或接近最佳的方式发展生产力、进行科学研究、预防和诊疗疾病及从事社会活动。 仪器科学与技术学科作为工程性学科，有关仪器运行、应用的理论研究、新技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用集中体现出新型仪器仪表及相关的传感器、元器件和材料等领域的研究和产业化中，科技研究和产业发展紧密结合。日前，根据国际发展潮流和我国现状，仪器科学与技术学科主要组成包括：工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统；科学测试、分析技术及科学仪器；人体诊疗技术及医疗仪器；信息计测技术及电测仪器(主要是电子测量仪器和电工测量仪器，包括仪表校验装置和计量基准)；专用检测技木及各类专用测量仪器，相关传感器、元器件、材料及技术。

根据仪器科学与技术学科的内涵和组成，仪器仪表工程领域的科技和产业发展具有以下主要特点：

（1）产品种类多样化

据不完全的统计，我国仪器科技产品如：工业自动化仪表及控制系统、科学仪器、电工测量仪器及其他各类测量仪器仪表已发展到13大类，145小类，800多个系列，16000多个产品品种；属信息技术电测仪器有20大类，2000多个产品品种；属医疗仪器也有23大类，2000多个产品品种；相关传感器、元器件及材料的产品品种更是不胜枚举。

（2）产品的稳定性、可靠性和适应性要求高

信息技术的要素包括信息的获取、存储、处理、传输和利用，而各行各业的信息获取正是靠仪器科技装备来实现的。如果获取的信息不准确、不稳定、不可靠，都会使随后的存储、处理、传输毫无意义，甚至产生错误，造成巨大损失。加上很多部门对仪器科技装备获取信息是要求24小时连续，长年不懈，这就对产品的稳定性、可靠性提出特别高的要求。此外，仪器科技装备几乎运行于地球及其外层空间的任何地点，很多时候是需在有毒、强腐蚀、有爆炸危险或失重、高速的状态下进行监测、监控任务，因此对产品的环境适应性要求很高。

（3）技术指标和功能不断提高

就如奥林匹克运动的口号是“更高、更快、更强”一样，仪器科学与技术学科在提高科技研究水平及其相关仪器的技术指标和功能上的追求是无止境的，测控技术及其相关仪器的技术指标水平是一个国家仪器科学与技术水平的量化标志。以扩大检测范围指标来说，如电压从纳伏至百万伏；电阻从超导至1014Ω；谐波测量到51次，加速度为10-4-104g；频率测量至1012 Hz；压力测量至108Pa等；温度测量从接近绝对零度至108C等。以提高测量精度指标来说，工业参数测量提高至0.02%以上，航空航天参数测量达到0.05 %以上，计量精度和科学仪器达到的精度更是与时俱进。以提高测量的灵敏度来说更是向单个粒子、分子、原子级发展。提高测量速度(响应速度)，静态0.1-0.02 ms，动态为1μs。提高可靠性，一般要求为(2-5)×104h，高可靠要求2.5×105 h。稳定性（年变化）<±0.05%（高精度仪器）或 <±0.1%（一般仪器）。提高产品环境适应性，根据不同用户的要求，有高温、高湿、高尘、腐蚀、振动、冲击、电磁场、辐射、深水、雨淋、高电压、低气压等条件下的适应性。

（4）大量采用高新技术

仪器作为人类认识世界、改造世界的第一手工具，是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。仪器科学与技术学科作为研究、开发、制造、应用仪器的学科，新的科学研究成果和发现（如信息论、控制论、系统工程理论，微观和宏观世界研究成果）及大量高新技术（如微弱信号提取技术、计算机软、硬件技术，网络技术，激光技术，超导技术，纳米技术等）均成为仪器科学与技术学科发展的重要动力。仪器不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用集成新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的仪器装置和系统层出不穷。

（5）仪器及测控单元微小型化、智能化，可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用

仪器及测控单元大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，从出现的“芯片式仪器仪表”、“芯片实验室”、“芯片系统”等等，仪器和测控单元的微小型化和智能化将是长期发展特点。从应用技术看，微小型化和智能化仪器及测控单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。

（6）仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展

随着仪器所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如，一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（I/O测控点）将超过万点，要达到大型水电站的正常发电和送电，必须将各个测控点的测控装置形成网络化结构，形成一个有机的测控网络系统。又例如卫星测控系统，人造卫星上配置的各种传感器就达到数千，它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控子系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。

（7）便携式、手持式及个性化仪器大量发展

随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人们生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要特点。科学仪器的现场化、实时在线化，特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器将有较大发展。 （1）学科领域科技发展趋势

学科领域科技发展的趋势是利用各学科最新科技成果，特别是结合材料、微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科及大规模集成电路、微纳加工、网络等各种新技术，开发新的微弱信号敏感、传感、检测、融合技术，物质原子、分子级检测技术，复杂组成样品的联用分析技术，生命科学的原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测技术，工业自动化测控的在线分析、原位分析、高可靠性、高性能和高适用性技术，医疗诊治的健康状况监测、早期诊治、无损诊断、无创和低创直视诊疗、精确定位治疗技术，新学科领域的计量技术，各类应用领域的专用、快速、自动化检测和计量技术。这些科技发展趋势，具体表现在下列一些方面。

1）与微电子技术、MEMS技术结合，实现敏感单元与信号调理电路集成，有利于敏感单元微弱信号检测、放大及处理，大大减小了传感器体积，有效提高了传感器的抗干扰能力。

2）与纳米技术结合，基于传感器实现的新方法，采用纳米结构或纳米材料的某些典型特征，设计极高灵敏度的痕量检测微系统。

3）与生物技术结合，开发微型生物、化学传感系统，用于疾病检测、生化分析、有毒有害物质检测等领域。

4）与网络、通信技术结合，开发网络化传感技术和微弱信号融合技术，用于有用信号增强及原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测等。

5）与太赫兹辐射技术结合，开发太赫兹光谱检测、太赫兹成像分析和太赫兹遥测技术，用于国防、安全检查、材料识别与诊断、生产监测、生物医学应用等领域。太赫兹辐射（T-射线，波长为30-3000μm范围内的电磁波）可以像X-射线那样穿过某些材料“看”到其背后的物质，T-射线光子能量极低，不会对人体和其他材料造成电离，大多数包装材料如纸张、碳素板、塑料等对T-射线都是透明的，而金属和含有水分的材料不能透过T-射线。可以利用T-射线进行成像，透视出包装物品内部物体的T-射线图像来，从而可以应用于机场的安全检查和人体内有损伤或破裂器官的检查。

6）结合分子影像学，开发活体内可见光成像分析、小动物光学分子成像分析技术，可实现无创伤、实时、活体、特异、精细(分子水平)的显像分析。

7）结合表面增强拉曼散射(SERS)技术，开发针尖增强拉曼显微分析、生物芯片SERS分析技术，具有灵敏度高、干扰小的特点，适合于研究界面效应，可以解决生物化学、生物物理和分子生物学中的许多检测难题，有望解决超高灵敏度分析问题，甚至进行单细胞和单分子分析。

8）结合核磁共振技术，开发新的核磁共振波谱分析、核磁共振成像分析技术，以提高灵敏度、空间分辨率和时间分辨率。其中高时空分辨成像技术，还直接导致形成了脑功能成像这一新的研究领域。

9）结合像差校正技术，开发电子、粒子束微区分析技术，利用电子、粒子束探索和分析样品表面形貌、原子和分子结构、元素组成、化学状态。电子、粒子束微区分析技术在材料科学、微电子学、化学与催化、环保、能源、生命科学等领域应用很广，其分辨本领有日益提高的趋势，点分辨已突破1A的限制，能量分辨率达到0.1eV水平。

10）结合生命科学技术，开发基因测序和基因转录检测技术、蛋白质鉴定和大规模蛋白质间相互作用检测技术、蛋白质组生物信息检测和代谢组学分析技术。

11）结合生命科学、化学科学与信息科学的发展，在生物芯片技术基础上开发生物芯片检测分析技术、微流控检测分析技术，这是当前正在急速发展的高新技术和科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学科学与信息科学发展的重要技术平台，能提供生命信息的微全分析系统;通过分析装备微型化、芯片化、集成化，使分析效率成百倍、千倍地提高，试样和试剂消耗大幅度下降，其最终目标是在芯片大小的空间实现化学实验室的全部功能，即所谓“芯片实验室”，受到科技界高度重视。

12）结合控制技术、通信技术、计算技术、制造技术，开发高性能测控技术，从而使仪器科技产品具有高的测量精度和丰富的功能，使工业控制系统具备适应超大规模、快速响应、核级安全等各种复杂工况所需的功能，并且以软硬件结合的方式向控制优化、管理优化、工程集成方向发展，使大型控制系统具备大量工业自动化设备的协调应用和管理功能，能将不同厂家生产的各种仪器仪表产品无缝地集成为一个协调系统，以满足用户的要求。

13）结合纠检错理论和自校正、自适应、自诊断等技术，在应用新器件、新材料基础上，开发高可靠性和高适用性测控技术及其产品，从而使仪器科技产品的可靠性呈数量级提高，并适合在高温、高压、高压差、强冲刷、强辐射、强腐蚀、强毒性、多相流等复杂工况和恶劣环境中使用。现场仪器仪表复杂、易损、难以维修的状况正在改变，出现了使用期不需调整维修的仪器科技产品。

14）结合纳米科技的发展，开发纳米测量技术，建立纳米计量测试标准。

15）结合量子物理的发展，开展基于量子物理的计量基准的建立和完善。

（2）产业领域发展趋势

国际上仪器科技产品的发展趋势是微型化、数字化、智能化、集成化和网络化进一步向纵深发展，并在产品性能上向高精度、高可靠性、高环境适应性目标前进，在人机界面土更便于人的操作、使用，以及与人类生活、健康有关的各类仪器科技产品有望得到较大的发展并进入家庭。通过家庭、社区、医院联网将使保健、疾病诊治从医院向社区、家庭发展。

仪器科技产品的微型化发展趋势，主要依托于微机电系统(MEMS)的微米/纳米制造技术和微电子IC制造技术，使仪器科技产品集机械、传感、测控等部件于一个芯片上，并能按微电子IC批量加工工艺制造。

仪器科技产品的数字化、智能化发展趋势，随微电子技术、计算机技术、人工智能技术的发展而进步，它使仪器科技产品与数字处理器，超大规模专用集成电路、PC技术、人工智能技术进一步融合在一起。国际上先进的数字化、智能化仪器仪表系统构成，以数字信号处理系统(DSPS)为代表，它以DSP为核心，配合先进的混合信号电路，专用系统集成电路、元件及开发工具等组成对整个应用系统的完整解决方案。在数字化和智能化发展趋势中，硬件和软件处于同样重要的地位，硬件是基础，仪器使用新器件、新工艺，特别是超大规模集成的新器件，能使原来不能实现的指标成为可能，因此新器件的采用能成为产品竞争的重要筹码。另一方面软件在智能仪表的发展中起着越来越重要的作用，现代仪器仪表设计中软件工作量已占到70%-80%，这在某种程度上决定着仪器的功能和性能。软件能完成性能指标补偿、自动测试，自检、自诊断、数据采集、控制、传输、显示等功能。有的如计算机、光盘等的评估测试，主要由软件完成。软件将成为今后智能仪表发展的重要方向。未来10年，更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的表达与应用。

仪器科技产品的集成化、网络化发展趋势，以总线技术、仪表及其模块开放式互联标准及通信技术为基础，包括测试软件的规范化、标准化，使自动测试系统的构成向大生产领域和军事工程领域扩展，并能提供所需测试的系统方案或系统的集成能力。

仪器技术始终以各种高新技术作为发展动力，利用新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科学技术集成新仪器、新装置。取多种高新技术为仪器所用，使仪器仪表学科成为对高新技术最敏感学科，其多学科交叉而形成的边缘学科属性和多技术集成的特点越来越鲜明。

一般情况下，交警是通过安装在车上的行车记录仪来判断的，这种情况一般是针对大货车来说的，因大货超过5吨的就必须安装行车记录仪的，一般每位驾驶员连续开车不能超过4小时，超过4小时就视为疲劳驾驶，当达到4小时必须停车休息20到30分钟，或者是更换驾驶员

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