現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展的總趨勢

隨著世界各國現(xiàn)代化步伐的加快，對檢測技術(shù)的要求越來越高。而科學(xué)技術(shù)，尤其是大規(guī)模集成電路技術(shù)、微型計算機技術(shù)、機電一體化技術(shù)、微機械和新材料技術(shù)的不斷進步，則大大促進了現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展。目前，現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展的總趨勢大體有以下幾個方面。

1、不斷拓展測量范圍，努力提高檢測精度和可靠性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對檢測儀器和檢測系統(tǒng)的性能要求，尤其是精度、測量范圍、可靠性指標(biāo)的要求愈來愈高。以溫度為例，為滿足某些科研實驗的需求，不僅要求研制測溫下限接近絕對零度（-273.15℃），且測溫量程盡可能達到15K（約-258℃）的高精度超低溫檢測儀表；同時，某些場合需連續(xù)測量液態(tài)金屬的溫度或長時間連續(xù)測量2500～3000℃的高溫介質(zhì)溫度，目前雖然已能研制和生產(chǎn)最高上限超過2800℃的熱電偶，但測溫范圍一旦超過2500℃，其準(zhǔn)確度將下降，而且極易氧化從而嚴重影響其使用壽命與可靠性；因此，尋找能長時間連續(xù)準(zhǔn)確檢測上限超過2000℃被測介質(zhì)溫度的新方法、新材料和研制（尤其是適合低成本大批量生產(chǎn)）出相應(yīng)的測溫傳感器是各國科技工作者多年來一直努力要解決的課題。目前，非接觸式輻射型溫度檢測儀表的測溫上限，理論上最高可達100000℃以上，但與聚核反應(yīng)優(yōu)化控制理想溫度約l08℃相比還相差3個數(shù)量級，這就說明超高溫檢測的需求遠遠高于當(dāng)前溫度檢測所能達到的技術(shù)水平。

僅十余年前，如果在長度、位移檢測中達到微米級的測量精度，則一定會被大家認為是高精度測量；但隨著近幾年許多國家大力開展微機電系統(tǒng)、超精細加工等高技術(shù)研究，“微米（10-6m）、納米（10-9m）技術(shù)”很快成了人們熟知的詞匯，這就意味著科技的發(fā)展迫切需要有達到納米級，甚至更高精度的檢測技術(shù)和檢測系統(tǒng)。

目前，除了超高溫、超低溫度檢測仍有待突破外，諸如混相流量檢測、脈動流量檢測、微差壓（幾十個帕）檢測、超高壓檢測、高溫高壓下物質(zhì)成分檢測、分子量檢測、高精度（0.02％以上）檢測、大噸位（3×10-7N以上）重量檢測等都是需要盡早攻克的檢測難題。

隨著自動化程度不斷提高，各行各業(yè)高效率的生產(chǎn)更依賴于各種檢測、控制設(shè)備的安全可靠。努力研制在復(fù)雜和惡劣測量環(huán)境下能滿足用戶所需精度要求且能長期穩(wěn)定工作的各種高可靠性檢測儀器和檢測系統(tǒng)將是檢測技術(shù)的一個長期發(fā)展方向。對于航天、航空和武器系統(tǒng)等特殊用途的檢測儀器的可靠性要求更高。例如，在衛(wèi)星上安裝的檢測儀器，不僅要求體積小、重量輕，而且既要能耐高溫，又要能在極低溫和強輻射的環(huán)境下長期穩(wěn)定地工作，因此，所有檢測儀器都應(yīng)有極高的可靠性和盡可能長的使用壽命。

2、傳感器逐漸向集成化、組合式、數(shù)字化方向發(fā)展

鑒于傳感器與信號調(diào)理電路分開，微弱的傳感器信號在通過電纜傳輸?shù)倪^程中容易受到各種電磁干擾信號的影響，由于各種傳感器輸出信號形式眾多，而使檢測儀器與傳感器的接口電路無法統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，實施起來頗為不便。

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，采用貼片封裝方式、體積大大縮小的通用和專用集成電路愈來愈普遍，因此，目前已有不少傳感器實現(xiàn)了敏感元件與信號調(diào)理電路的集成和一體化，對外可直接輸出標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA電流信號，成為名符其實的變送器。這對檢測儀器整機研發(fā)與系統(tǒng)集成提供了的很大的方便，從而使得這類傳感器身價倍增。

其次，一些廠商把兩種或兩種以上的敏感元件集成于一體，成為可實現(xiàn)多種功能的新型組合式傳感器。例如，將熱敏元件和濕敏元件及信號調(diào)理電路集成在一起，一個傳感器可同時完成溫度和濕度的測量。

此外，還有廠商把敏感元件與信號調(diào)理電路、信號處理電路統(tǒng)一設(shè)計并集成化，成為能直接輸出數(shù)字信號的新型傳感器。例如，美國DALLAS公司推出的數(shù)字溫度傳感器DSl8B20，可測溫度范圍為-55～+150℃，精度為0.5℃，封裝和形狀與普通小功率三極管十分相似，采用獨特的一線制數(shù)字信號輸出。東南大學(xué)吳健雄實驗室（教育部重點實驗室）已成功研制出可用于檢測和診斷不同類型和亞型的肝炎病毒的生物基因芯片。

3、重視非接觸式檢測技術(shù)研究

在檢測過程中，把傳感器置于被測對象上，可靈敏地感知被測參量的變化，這種接觸式檢測方法通常比較直接、可靠，測量精度較高，但在某些情況下，因傳感器的加入會對被測對象的工作狀態(tài)產(chǎn)生干擾，而影響測量的精度。而在有些被測對象上，根本不允許或不可能安裝傳感器，例如測量高速旋轉(zhuǎn)軸的振動、轉(zhuǎn)矩等。因此，各種可行的非接觸式檢測技術(shù)的研究愈來愈受到重視，目前已商品化的光電式傳感器、電渦流式傳感器、超聲波檢測儀表、核輻射檢測儀表等正是在這些背景下不斷發(fā)展起來的。今后不僅需要繼續(xù)改進和克服非接觸式（傳感器）檢測儀器易受外界干擾及絕對精度較低等問題，而且相信對一些難以采用接觸式檢測或無法采用接觸方式進行檢測的，尤其是那些具有重大軍事、經(jīng)濟或其他應(yīng)用價值的非接觸檢測技術(shù)課題的研究投入會不斷增加，非接觸檢測技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用步伐將會明顯加快。

4、檢測系統(tǒng)智能化

近十年來，由于包括微處理器、單片機在內(nèi)的大規(guī)模集成電路的成本和價格不斷降低，功能和集成度不斷提高，使得許許多多以單片機、微處理器或微型計算機為核心的現(xiàn)代檢測儀器（系統(tǒng)）實現(xiàn)了智能化，這些現(xiàn)代檢測儀器通常具有系統(tǒng)故障自測、自診斷、自調(diào)零、自校準(zhǔn)、自選量程、自動測試和自動分選功能，強大數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計功能，遠距離數(shù)據(jù)通信和輸入、輸出功能，可配置各種數(shù)字通信接口，傳遞檢測數(shù)據(jù)和各種操作命令等，還可方便地接入不同規(guī)模的自動檢測、控制與管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)檢測系統(tǒng)相比，智能化的現(xiàn)代檢測系統(tǒng)具有更高的精度和性能／價格比。

正是由于智能化檢測儀器、檢測系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，所以多年來其市場占有率一直維持強勁的上升趨勢。