否作好準備儀器科學與技術學科發(fā)展與前景低碳經(jīng)

　　六、我國儀器科學與技術學科發(fā)展的未來需求和目標
　　(一)我國儀器科學與技術學科發(fā)展的未來需求
　　本學科發(fā)展的未來需求是確定儀器科學與技術學科領域科技發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點的基礎。現(xiàn)代儀器儀表在當今社會經(jīng)濟活動中還發(fā)揮“物化法官”的重要作用。同時，儀器儀表在試驗教學、氣象預報、大地測繪、診治疾病、指揮交通、探測災情等社會生活許多領域都有廣泛應用，需求遍及“農(nóng)輕重、海陸空、吃穿用”無所不在。下面主要從未來10年國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全的目標，分析儀器科學與技術學科的未來需求。
　　(1)國民經(jīng)濟的發(fā)展要改變產(chǎn)品檔次低、技術含量低、主要靠數(shù)量增加的粗放式發(fā)展模式，走以質(zhì)取勝的集約式發(fā)展之路，必須廣泛采用信息技術，用信息化帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。儀器科學與技術學科是信息技術的重要組成分，在實現(xiàn)“精確工業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”……的過程中有巨大的需求。
　　(2)科學技術是第一生產(chǎn)力，科教興國已成為既定國策。大力加強科研和建立以企業(yè)為主的技術創(chuàng)新體系，提高自主和自主創(chuàng)新能力，儀器科學技術必須先行。
　　(3)面對世界超級大國的超強“精確打擊”軍力，為了國防需要，隊的快速反應能力和武器的精確打擊能力急需提高，對作為軍事上戰(zhàn)斗力的儀器科技同樣有巨大的需求。
　　(4)面對資源短缺，水資源危機、生態(tài)環(huán)境惡劣的嚴峻面，要保障健康和社會的可持續(xù)性發(fā)展，必須加強生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括、反毒)、商品質(zhì)檢、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學等領域的研究和發(fā)展，從而增加對儀器科學與技術學科的未來需求。
　　(二)我國儀器科學與技術學科發(fā)展的目標
　　我國儀器科學與技術學科的總體目標是：從目前至2020年，必須充分利用我國經(jīng)濟高速發(fā)展和巨大的市場優(yōu)勢，結(jié)合測控技術的深化研究，大力推進新技術、新工藝在儀器儀表中的應用研究，掌握各類儀器儀表的設計、生產(chǎn)工藝等關鍵技術，滿足國民經(jīng)濟、健康和國防安全在生產(chǎn)、科研、應用各個方面對測量控制與儀器儀表的需求，減少進口，擴大出口，使我國儀器科學與技術學科領域科技和產(chǎn)業(yè)總體水平與國際水平差距普遍縮短到3~5年；工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)、科學儀器、醫(yī)療儀器、電測和計量儀器、各類專用儀器儀表、相關傳感器和元器件及材料等領域約30%的產(chǎn)品達到國際同期先進水平，國內(nèi)生產(chǎn)的儀器儀表在大工程的配套能力達到80%以上。
　　七、我國儀器科學與技術學科領域科技研究方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
　　(一)我國儀器科學與技術學科領域科技研究方向建議
　　從儀器科學與技術學科領域個組成分相互關系、共性問題以及我國國民經(jīng)濟、科學研究、國防、社會發(fā)展全進行研究，建議學科領域科技研究方向為：新型傳感器及信息獲取技術；與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術；精確制造中的測量控制技術及儀器儀表；微分析儀器及其關鍵技術；數(shù)字化醫(yī)療儀器及其關鍵技術；基于量子物理的計量標準系統(tǒng)。
　　1.新型傳感器及信息獲取、傳感技術
　　2.傳感技術不僅是檢測的基礎，它也是控制的基礎。這不僅是因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎；并且是猶豫控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的。信息獲取、傳感技術是儀器科學與技術學科的基礎技術；新型傳感器是發(fā)展高水平測量控制儀器儀表的基礎。傳感技術已成為制約測量控制儀器儀表發(fā)展的瓶頸。
　　新型傳感器及信息獲取、傳感技術主要是對客觀世界有用信息的檢測，它包括有用唄測量敏感技術、涉及各學科工作原理、遙感遙控、新材料等技術、信息融合技術；傳感器制造技術等。信息融合技術設計傳感器分布、微弱信號提取(增強)、傳感信息融合、成像等技術、傳感器制造技術涉及微加工、生物芯片、新工藝等技術。
　　3.與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術
　　工業(yè)發(fā)達高新技術儀器儀表產(chǎn)品品種約占總品種的75%，而國內(nèi)還不到20%。工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)的儀表品種國內(nèi)滿足率，一般性工程項目達80%，大型工程項目還不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動化儀表品種。與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備主要解決智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動化儀表品種。主要包括符合現(xiàn)場要求的各類傳感器及檢測儀表，實時流程分析儀器及在線分析技術，新型現(xiàn)場控制系統(tǒng)，e網(wǎng)控制系統(tǒng)，以工業(yè)控制計算機、可編程控制為基礎的式控制系統(tǒng)及先進控制技術，特種測控裝備和測控技術，系統(tǒng)成套集成技術等。
　　系統(tǒng)集成技術直接影響測量控制儀器儀表的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響，它是系統(tǒng)級層次上的信息融合控制技術沒包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術、物理層裝置技術、系統(tǒng)各分信息通信轉(zhuǎn)換技術、應用層控制策略實時技術等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還應包括各近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)以達到既定目標的技術，是直接涉及測控系統(tǒng)效益發(fā)揮的技術，是從信息技術向知識經(jīng)濟技術發(fā)展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關鍵的軟件資源。從目前發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERS/MES/PCS三級節(jié)后的計算機測控系統(tǒng)中，軟件的價格已超過硬件的3倍。而有關石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動化測控系統(tǒng)的先進控制軟件價格就超過系統(tǒng)硬件價格。智能控制技術包括仿人的特征提取技術、目標自動化辨識技術、知識的自學技術、環(huán)境的自適應技術、最佳決策技術等。
　　4.科學儀器中的為分析儀器及其關鍵技術
　　5.分析儀器是科學儀器中最重要和發(fā)展最快的組成分，而為分析儀器包含的微量檢測、微型化、高靈敏度、高分辨率和高智能化內(nèi)涵，則代表了分析儀器的一個重要發(fā)展趨勢和技術水平，在生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括、反毒)、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學和化工等領域得到越來越多的應用。微分析儀器及其關鍵技術的研究方向包括：
　　(1)開展高靈敏度、高分辨率、高性能水平的微結(jié)構(gòu)型傳感器研究，將生物芯片技術、新型化學傳感器技術、多組分(多參數(shù))集成傳感器技術應用于分析儀器的研制和。
　　(2)開展分析儀器微型化和相關微根系技術的研究，重點進行微分析儀器使用的共性技術和新技術的研究、如微流控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、全電子分光系統(tǒng)、微分光儀、新型芯片等的研究。
　　(3)過程分析、在線分析使用的微分析儀器及其關鍵技術研究。
　　(4)不同類別分析器聯(lián)用技術的研究。當復雜基體的微量、痕量物質(zhì)的含量及結(jié)構(gòu)分析對分析對象的分辨能力提出極高的要求，且單一的分離技術甚至質(zhì)譜分離技術均已無法從復雜的信息中分離出所需要的有用信息時，需要通過相關不同類別分析器的聯(lián)用技術對物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)甚至是綜合形態(tài)進行分析，以便同時獲得原子和分子的信息。

4.大量采用高新技術
　　儀器作為人類認識世界、改造世界的第一手工具，是人類進行科學研究和工程技術的最基本工具。儀器科學和技術學科作為研究、、制造、應用儀器的學科，新的科學研究成果和發(fā)現(xiàn)(如信息論、控制論、系統(tǒng)工程理論，微觀和宏觀世界研究成果)及大量高新技術(如微弱信號提取技術、計算軟件、硬件技術，網(wǎng)絡技術，激光技術，超導技術，納米技術等)均成為儀器科學和技術學科發(fā)展的重要動力。儀器不僅本身已成為高技術的新產(chǎn)品，而且利用、集成新原理、新概念、新技術、新材料和新工藝等最新科技成果的儀器裝置和系統(tǒng)層出不窮。
　　5.儀器及測控單元微小型化、智能化、可獨立使用，也可嵌入式使用和聯(lián)網(wǎng)使用
　　儀器及測控單元大量采用新的傳感器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路、計算機及專家系統(tǒng)等信息技術產(chǎn)品，不斷象微小型、智能化發(fā)展，從目前出現(xiàn)的“芯片式儀器儀表”，“芯片實驗室”、“芯片系統(tǒng)”等看，儀器和測控單元的微小型化和智能化將是長期發(fā)展特點。從應用技術看，微小型化和智能化儀器及測控單元的嵌入式連接和聯(lián)網(wǎng)應用技術得到重視。
　　6.儀器測控范圍向立體化、全球化擴展，測控功能向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化發(fā)展
　　隨著儀器所測控的既定區(qū)域不斷向立體化、全球化甚至星球化發(fā)展，儀器和測控裝置已不再呈單個裝置形式，它必然向測控裝置系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。例如，一個大型水電站的測控系統(tǒng)，僅檢測大壩安全性的傳感器就達數(shù)千，它首先要將衛(wèi)星上各種測控裝置構(gòu)成一個完整的自動控制子系統(tǒng)，然后和多個地面站的測控系統(tǒng)構(gòu)成一個廣域測控系統(tǒng)。
　　7.便攜式、手持式及個性化儀器大量發(fā)展
　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對自己的生活質(zhì)量和健康水平日益關注，檢測與生活密切相關的各類商品、食品質(zhì)量的儀器，預防和治療疾病的各種醫(yī)療儀器是今后發(fā)展的一個重要特點?？茖W儀器的現(xiàn)場化、實時在線化，特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器將有較大發(fā)展。
　　(二)儀器科學與技術學科領域科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢
　　1.學科領域科技發(fā)展趨勢
　　學科領域技術發(fā)展的趨勢是利用各學科最新科技成果，特別是結(jié)合材料、微電子、光電子、生物化學、信息處理等各學科及大規(guī)模集成電路、微納加工、網(wǎng)絡等各種新技術，新的微弱信號敏感、傳感、檢測、融合技術，物質(zhì)原子、分子級檢測技術，復雜組成樣品的聯(lián)用分析技術，生命科學的原位、在體、實時、在線、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測技術，工業(yè)自動化測控的在線分析、原位分析、高可靠性、高性能和高適用性技術，新學科領域的計量技術，各類應用領域的專用、快速、自動化檢測和計量技術。這些科技發(fā)展趨勢，具體表現(xiàn)在下列一些方面。
　　(1)與微電子技術、MEMS技術結(jié)合，實現(xiàn)敏感單元與信號調(diào)理電路集成，有利于敏感單元微弱信號檢測、放大及處理，大大減小了傳感器體積，有效提高了傳感器的抗干擾能力。
　　(2)與納米技術結(jié)合，基于傳感器實現(xiàn)的新方法，采用納米結(jié)構(gòu)或納米材料的某些典型特性，設計極高靈敏度的痕量檢測微系統(tǒng)。
　　(3)與生物技術結(jié)合，微型生物、化學傳感系統(tǒng)，用于疾病檢測、生化分析、有毒有害物質(zhì)檢測等領域。
　　(4)與網(wǎng)絡、通信技術結(jié)合，網(wǎng)絡化傳感技術和微弱信號融合技術，用于有用信號增加及原位、在體、實時、高靈敏度、高通量、高選擇性檢測等。
　　(5)結(jié)合太赫茲輻射技術，太赫茲光譜檢測、太赫茲成像分析和太赫茲遙測技術，用于國防、安全檢測、材料識別與診斷、生產(chǎn)檢測、生物醫(yī)學應用等領域。太赫茲輻射(T-射線，波長為30~3000μm范圍內(nèi)的電磁波)可以象X-射線那樣穿過某些材料“看”到其背后的物質(zhì)，T-射線光子能量極低，不會對人體和其他材料造成電離，大多數(shù)包裝材料如紙張、碳素板、塑料等對T-射線都是透明的，而金屬和含有水分的材料不能透過T-射線，可以利用T-射線進行成像，透視出包裝物品內(nèi)物體的T-射線圖像來，從而可以應用于機場行李箱的安全檢查和人體內(nèi)有損傷或破裂器官的檢查。
　　(6)結(jié)合分子影像學，活體內(nèi)可見光成像分析、小動物光學分子成像分析技術，可實現(xiàn)無創(chuàng)傷、實時、活體、特異精細(分子水平)的顯像分析。
　　(7)結(jié)合表面曾江拉曼散射(SERS)技術，針尖增強拉曼顯微分析、生物芯片SERS分析技術，具有靈敏度高、干擾小的特點，適合于研究界面效應，可以解決生物化學、生物物理和分子生物學中的許多檢測難題，有望解決超高靈敏度分析問題，甚至進行單細胞和單分子分析。
　　(8)結(jié)合核磁共振技術，新的核磁共振波譜分析、核磁共振成像分析技術，以提高靈敏度、空間分辨率和時間分辨率。其中高時空分辨成像技術，還直接導致形成了腦功能成像這一新的研究領域。
　　(9)結(jié)合像差校正等技術，電子、粒子束微區(qū)分析技術，利用電子、粒子束探索和分析樣品表面形貌、原子和分子結(jié)構(gòu)、元素組成、化學狀態(tài)。電子、粒子束微區(qū)分析技術在材料科學、微電子學、化學與催化、環(huán)保、能源、生命科學等領域應用很廣，其分辨本領有日益提高的趨勢，目前點分辨已突破1A的限制，能量分辨率達到0.1eV水平。
　　(10)結(jié)合生命科學技術，基因測序和基因轉(zhuǎn)錄檢測技術、蛋白質(zhì)鑒定和大規(guī)模蛋白質(zhì)相互作用檢測技術、蛋白質(zhì)組生物信息檢測和代謝組學分析技術。
　　(11)結(jié)合生命科學技術、化學科學與信息科學的發(fā)展，在生物技術芯片基礎上生物芯片檢測分析技術、微流控檢測分析技術，這是當前正在急速發(fā)展的高新技術和科技前沿領域之一，是未來生命科學、化學科學與信息科學發(fā)展的重要技術平臺，能提供生命信息的微全分析系統(tǒng)；通過分析裝備微型化、芯片化、集成化，使分析效率成百倍、千倍地提高，試樣和試劑消耗大幅度下降；其最終 目標是在芯片大小的空間實現(xiàn)化學實驗室的全功能，即所謂“芯片實驗室”，受到科技界高度重視。
　　(12)結(jié)合控制技術、通信技術、計算技術、制造技術，高性能測控技術、從而使儀器科技產(chǎn)品具有高的測量精度和豐富的功能，并且以軟硬件結(jié)合的方式向控制優(yōu)化、管理優(yōu)化、工程集成方向發(fā)展，使大型控制系統(tǒng)具備大量工業(yè)自動化設備的協(xié)調(diào)應用和管理功能，能將不同廠家生產(chǎn)的各種儀器儀表產(chǎn)品無縫地集成為一個協(xié)調(diào)系統(tǒng)，以滿足用戶的要求。
　　(13)結(jié)合糾檢錯理論和自校正、自適應、自診斷等技術，在應用新器件、新材料基礎上，高可靠性和高適用性測控技術及其產(chǎn)品，從而使儀器科技產(chǎn)品的可靠性呈數(shù)量級提高，并適合在高溫、高壓、高壓差、強沖刷、強輻射、強腐蝕、強毒性、多相流等復雜工況和惡劣環(huán)境中使用?，F(xiàn)場儀器儀表復雜、易損、難以維修的狀況正在改變，出現(xiàn)了使用期不需調(diào)整維修的儀器科技產(chǎn)品。
　　(14)結(jié)合納米科技的發(fā)展，納米測量技術，建立納米計量測試標準。
　　(15)結(jié)合量子物理的發(fā)展，開展基于量子物理的計量基準的建立和完善。

　　2.產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
　　發(fā)達為了保持產(chǎn)品在國際上的競爭力，都十分重視產(chǎn)品，各企業(yè)都設有試驗研究、設計結(jié)構(gòu)，有相應的實驗室。大型公司還有試制車間，對新的產(chǎn)品精益求精，力求投入市場的新產(chǎn)品能為客戶所信賴。為了加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，企業(yè)非常重視科技進步，盡量在新產(chǎn)品中采用各種高新技術及其形成的新型傳感器、新型器件(特別是超大規(guī)模集成專用電路)及新材料，并采用計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)以縮短新產(chǎn)品周期。
　　國際上儀器科技產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是微型化、數(shù)字化、智能化、集成化和網(wǎng)絡化進一步向縱深發(fā)展，并在產(chǎn)品性能上向高精度、高可靠性、高環(huán)境適用性目標前進，在人機界面上更便于人的操作、使用，以及與人類生活、健康有關的各類儀器科技產(chǎn)品有望得到較大的發(fā)展并進入家庭，通過家庭、社區(qū)、醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)使保健、疾病診治從醫(yī)院象社區(qū)、家庭發(fā)展。
　　儀器科技產(chǎn)品的微型化發(fā)展趨勢，主要依托于微機電系統(tǒng)(MEMS)微米/納米制造技術和微電子IC制造技術，使儀器科技產(chǎn)品集機械、傳感、測控等件于一個芯片上，并能按微電子IC批量加工工藝制造。
　　儀器科技產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢，隨著微電子技術、計算機技術、人工智能技術的發(fā)展而進步，它使儀器科技產(chǎn)品與數(shù)字處理器，超大規(guī)模專用集成電路、PC技術、人工智能技術進一步融合在一起。國際上目前先進的數(shù)字化、智能化儀器儀表系統(tǒng)構(gòu)成，以數(shù)字信號處理系統(tǒng)(DSPS)為代表，它以DSP為核心，配合先進的混合信號電路，專用系統(tǒng)集成電路、元件及工具等組成對整個應用系統(tǒng)的完整解決方案。在數(shù)字化和智能化發(fā)展的趨勢中，硬件和軟件處于同樣重要的地位，旦硬件是基礎，儀器使用新器件、新工藝，特別是超大規(guī)模集成的新器件，能使原來不能實現(xiàn)的指標成為可能，因此新器件的采用能成為產(chǎn)品競爭的重要籌碼。另一方面軟件在智能儀表的發(fā)展中起著越來越重的作用，現(xiàn)代儀器儀表設計中軟件工作量已占到70%~80%，這在某種程度上決定著儀器的功能和性能。軟件能完成性能指標補償、自動測試，自檢、自診斷、數(shù)據(jù)采集、控制、傳輸、顯示等功能。有的如計算機、光盤等的評估測試，主要由軟件完成。軟件將成為今后智能儀表發(fā)展的重要方向。未來10年，更高程度的智能化應包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識的結(jié)合分析結(jié)果，智能化的標志是知識的表達與應用。 
　　儀器科技產(chǎn)品的集成化、網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢，以總線技術、儀表及其模塊式互聯(lián)標準及通信技術為基礎，包括測試軟件的規(guī)范化、標準化，使自動測試系統(tǒng)的構(gòu)成向大生產(chǎn)領域和軍事工程領域擴展，并能提供所需要測試的系統(tǒng)方案或系統(tǒng)餓集成能力。
　　醫(yī)療儀器作為以人體疾病診療、預防為目標的裝置。隨著全球性醫(yī)學目的以治愈疾病和阻礙死亡為主調(diào)整到以預防及早期診斷為主，國際上醫(yī)療儀器的發(fā)展中心將象早期診斷裝置、個人健康狀況檢測裝置方向發(fā)展。除無損傷診斷成像技術包括超聲、X線、CT、MRI將向高度準確方向發(fā)展外，新的無損診斷技術將不斷出現(xiàn)。內(nèi)窺鏡和導管技術的發(fā)展將使無創(chuàng)和低創(chuàng)的直視診斷深入到人體各個臟器和病變位，從而獲得精確的形態(tài)、功能、病理等電生理診斷。計算機技術和人工智能技術，將在病情的綜合分析和準確診斷中發(fā)揮重要作用。人們對與健康、亞健康、疾病狀態(tài)相關的信息量需求越來越多，而這些信息量的獲取在很大程度上依賴于臨床實驗。臨床檢驗儀器的發(fā)展將呈現(xiàn)兩極分化的趨勢。其一是臨床實驗室檢驗儀器發(fā)展的中心化。全實驗室自動化(Total L aboratory Automation,TLA)就是通過計算機整合系統(tǒng)將臨床實驗室相互有關或互不相關的自動化儀器串聯(lián)整合起來，構(gòu)成流水線檢測作業(yè)的組合，形成大規(guī)模的檢驗過程自動化。其二是臨床實驗室檢驗儀器發(fā)展的簡便化。隨著集成電路技術、芯片技術等高科技的發(fā)展，社會的快速發(fā)展導致生活節(jié)奏的加快，相關醫(yī)學健康知識的普及、使得臨床檢驗儀器不斷向小型化、床邊檢驗、及時檢驗、患者自己操作的方向發(fā)展。在治療方面，各種內(nèi)窺裝置和介入影像等手段將在各科臨床手術中常規(guī)使用，以使手術創(chuàng)傷降低到最低限度；能直接完成手術治療的智能醫(yī)療儀器將受到重視，這類醫(yī)療儀器實際上是一個完整的具有人工智能的手術操作系統(tǒng)，能實現(xiàn)病變位的自動識別、自動定位、自動操作、自動調(diào)整，從而精確完成所需的手術治療。
　　儀器科技產(chǎn)品在生物、環(huán)保、醫(yī)學等有關人的生存、發(fā)展領域的應用日新月異，現(xiàn)代高科技軍事方面的發(fā)展也促進了儀器科技產(chǎn)品的應用拓展，靈敏、準確的現(xiàn)場毒物檢測、生命保障任務也大大擴大了儀器科技產(chǎn)品的應用領域。
　　四、我國儀器科學與技術學科領域科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本狀況分析
　　幾十年來我國儀器科學產(chǎn)品基本上劃歸機械系統(tǒng)管理，這實際上是將儀器儀表的功能主要作為機械類產(chǎn)品處理。但儀器科技產(chǎn)品作為信息源頭的本質(zhì)作用及為國民經(jīng)濟各門所急需是客觀存在的事實。在機械系統(tǒng)歸口的儀器科技產(chǎn)品難以滿足要求的前提下，許多委和集團公司處于自身發(fā)展的需要，先后建立起批有相當規(guī)模和數(shù)量的儀器科技產(chǎn)品的研究機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)，從而形成我國儀器儀表產(chǎn)業(yè)出機械門外，分散歸屬在信息產(chǎn)業(yè)、科技、科學院國防科工委、教育、食品藥品監(jiān)督管理、航天工業(yè)集團公司、石油化工總公司等20多個門的現(xiàn)狀。其中除機械門較全面發(fā)展各類儀器儀表技術裝備外、藥品監(jiān)督管理著重發(fā)展醫(yī)療儀器，其他各委和集團公司著重發(fā)展?jié)M足自身需要的專用測量儀器儀表。
　　至于儀器科學與技術學科領域的科技，計劃經(jīng)濟時代受學前蘇聯(lián)的影響，儀器科技和產(chǎn)品生產(chǎn)基本處于分離狀態(tài)，儀器科技主要由行業(yè)研究所進行，的成果以新型儀器儀表產(chǎn)品為主，生產(chǎn)企業(yè)接受對口行業(yè)研究所的新產(chǎn)品成果進行生產(chǎn)。行業(yè)研究所負責產(chǎn)品樣機的試制和試點應用(重要產(chǎn)品有時還包括產(chǎn)品小批量試生產(chǎn))，實際上起產(chǎn)品研究所的作用；生產(chǎn)企業(yè)負責批量生產(chǎn)，成為名副其實的工廠，很少科技能力。儀器科技的另一種力量則分布于開設儀器科技學科相關專業(yè)的高等院校中，是進行儀器科技的基礎研究力量，是行業(yè)研究所科技的重要同盟軍，但與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)系較少。我國儀器科研這種以產(chǎn)品為主的歷史原因，也造成我國評估儀器科技水平以評估儀器產(chǎn)品水平為主的傳統(tǒng)并一直沿用至今。
　　目前，我國正處于從計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過渡時期，多年來儀器管理機構(gòu)不斷調(diào)整，儀器科研院所向科研和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)緊密結(jié)合型企業(yè)轉(zhuǎn)變，儀器生產(chǎn)企業(yè)不斷加強科技創(chuàng)新能力，并向創(chuàng)新主體方向努力，國有企業(yè)加強改制，民營和“三資”企業(yè)的快速發(fā)展，使我國儀器科技和產(chǎn)業(yè)經(jīng)受住了市場經(jīng)濟的沖擊和國有體制的束縛，渡過了初期經(jīng)歷的低潮期，呈良性快速增長態(tài)勢。與此同時，我國已將儀器儀表研發(fā)列入《中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006―2020年)，并在中長期科學技術發(fā)展規(guī)劃的第三專題《制造業(yè)發(fā)展科技問題研究》中作為“與信息化、智能化相適應的儀器儀表”列入專題研究。發(fā)改委將工業(yè)化自動儀表與控制系統(tǒng)及科學儀器產(chǎn)業(yè)化分別列為高科技產(chǎn)業(yè)化專項?？萍家褜ⅰ傲鞒坦I(yè)數(shù)字化儀器儀表”列入“863”計劃先進制造技術領域重點項目，將《科學儀器設備研究與》列入十一五科技支撐計劃重大項目。2006年《關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》中將“自動化控制系統(tǒng)”、“關鍵精密測試儀器”分別列入主要任務和16項重點突破任務中。

　　目前，我國儀器科學與技術學科從理論研究、計量基準、產(chǎn)品制造技術、新器件、新材料、新工藝的研究和應用等方面已日趨完善，其市場前景和市場容量都是巨大的；二、是自動化控制儀表，并形成門類品種比較齊全、布較為合理、具有相當技術基礎和生產(chǎn)規(guī)模的儀器儀表產(chǎn)業(yè)體系，已成為亞洲除日本以外儀器儀表生產(chǎn)國；是發(fā)展家中綜合實力最強的儀器儀表生產(chǎn)國。從產(chǎn)品的科技水平分析，目前絕大分國產(chǎn)儀器產(chǎn)品的科技水平處于國際20世紀90年代初、中期的水平。中低檔產(chǎn)品品種基本齊全，同樣存在市場潛力。經(jīng)過初步統(tǒng)計，能夠批量生產(chǎn)，圍繞上述行業(yè)的專用儀器儀表市場總?cè)萘看蠹s會突破千億元，且質(zhì)量穩(wěn)定；例如，電工儀器儀表在國內(nèi)市場占有率達到95%，并有13%產(chǎn)品出口。深圳市每年生產(chǎn)數(shù)字萬用表達700萬臺，出口世界90多個，中低檔數(shù)字萬用表的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%。少數(shù)中高檔產(chǎn)品，已接近國際水平。在工程應用技術方面，因此，已經(jīng)能夠承擔一分重大工程儀器儀表系統(tǒng)成套工作。如6×105kW火電機組，3.5×106t/a煉油裝置，20000m3/h空分裝置、核電站常規(guī)島控制系統(tǒng)等，開始擺脫重大工程全由國外公司壟斷的面。但在高技術含量的自動化儀表及系統(tǒng)、科學測試儀器、傳感器、元器件等產(chǎn)品的競爭上，國內(nèi)儀器儀表行業(yè)基本上都處于相當被動的境地。
　　據(jù)統(tǒng)計、教育和有關行業(yè)門統(tǒng)計，至2005年底，我國設立儀器科學與技術學科相關專業(yè)的高等院校達180余所(不包括不對院校)；儀器儀表行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)為3391個，比2004年的2494個增長36%，職工人數(shù)為65萬，年增長率為18.2%。“十五”期間，儀器儀表長夜發(fā)展的年增長率超過22%，超過國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的平均年增長率一倍以上。2005年國內(nèi)儀器儀表市場需求旺盛，增長迅速。在國民經(jīng)濟快速發(fā)展推動下，受電站、汽車、公用設施工程、住宅和國際市場回暖等影響，繼續(xù)保持前兩年快速增長的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計和有關行業(yè)門統(tǒng)計，2005年國內(nèi)生產(chǎn)儀器儀表總產(chǎn)值在2003年增長率26.2%、2004年年增長率22.4%的基礎上，仍以26.9%的年增長率達到1777億元。2005年國內(nèi)生產(chǎn)儀器儀表銷售收入在2003年年增長率25.4%、2004年年增長率23.3%的基礎上，仍以25.8%的年增長率達到1726億元。另據(jù)中觀海關統(tǒng)計，2005年我國儀器儀表行業(yè)商品出口總值52。5億美元，與上年度同期相比增長30.8%(2004年出口總值40.6億美元，年增長率為38.4%，2003年出口總值29.4億美元，年增長率為52.6%)；2005儀器儀表的進口金額為140.1億美元，與上年度同期相比增長了15.7%(2004年進口金額122.3億美元，年增長率為35.2%；2003年進口金額91.5億美元，年增長率為67.8%)。儀器儀表進口增速繼續(xù)減緩，出口增速繼續(xù)加快，2005年進出口逆差為87.7億美元，2004年出口逆差為81.7億美元，2003年進出口逆差為62.1億美元，儀器儀表的進出口逆差增速減緩。2005年出口產(chǎn)品中 ，系統(tǒng)形式的分散性工業(yè)過程控制設備的年增長率達324.9%，使用光學射線的分析儀、分光光度計及色譜儀的年增長率達186.4%，感量為0.1mg及更精密天平的年增長率達95.6%，低劑量X射線安全檢測設備的年增長率達177.2%，坐標測量儀的年增長率達449.5%。以上說明我國儀器儀表出口產(chǎn)品和整個行業(yè)的技術含量在快速增長。
　　2005年儀器儀表主要企業(yè)任務飽滿，銷售增長率高于行業(yè)平均水平。其中重點企業(yè)更是發(fā)展迅速，提高了行業(yè)的生產(chǎn)集中程度，有利于行業(yè)的科技發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整。2005年儀器儀表銷售收入過億元的企業(yè)達320家，占企業(yè)總數(shù)的2.6%，而銷售收入占行業(yè)的41%。
　　缺乏強有力的研究支援體系。儀器儀表行業(yè)品種多、批量小，需要長期餓、堅持不懈的投入。但目前投資總量不足且投資效益不佳。投資途徑分散，難以集中重點。課題的選定和研究成果的公正且透明的評價體制尚不完善。企業(yè)既不能向外國那樣完全按照市場經(jīng)濟規(guī)則參與競爭，又缺乏關于包括研究資源的投資的進行方式、新技術市場化所需要的市場環(huán)境的整理等。
　　此外，缺乏高層次的復合型人才和熟悉、精通各學科交叉的綜合性人才，也是造成差距的一個重要原因。因為儀器科學技不僅涉及的學科范圍廣泛，并且只有能盡快發(fā)現(xiàn)、利用、集成各種新原理、新概念、新技術、新材料和新工藝等最新科技成果的人，才能設計和制造出世界一流的測量控制與儀器儀表產(chǎn)品。國際上儀器科學技術發(fā)展的十分迅速，我們只有在一些關鍵技術和產(chǎn)品上有所突破，才會對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的獨立性、完整性和安全性產(chǎn)生深遠的影響。
　　五、我國近期儀器科學與技術學科領域科技和產(chǎn)業(yè)主要進展
　　近期，我國儀器科學與技術學科加快發(fā)展，出現(xiàn)了相當數(shù)量的對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有重大推動作用的技術進展，在儀器儀表產(chǎn)品微型化、集成化、智能化、總鮮花等發(fā)展方向上緊跟國際發(fā)展不發(fā)，并加大具有自主只是產(chǎn)權(quán)的先進儀器儀表的研制和產(chǎn)業(yè)化力度，各類儀器儀表及相關傳感器、元器件和材料等領域均取得可喜進展。下面按學科組成領域描述我國近期取得的主要進展。
　　(一)工業(yè)自動化測控技術及工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)領域
　　由于我國正處在能源和重化工業(yè)的高速增長階段，工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)需求旺盛，與國際市場低速平淡的運行格形成鮮明的對比。國際市場改行業(yè)年增幅為3%~4%，進入21世紀以來，我國該行業(yè)的產(chǎn)銷年增幅都在22%以上，多數(shù)年份接近30%。近年來，我國自行研發(fā)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)、電磁流量計、無紙記錄儀、智能化執(zhí)行機構(gòu)等高中檔產(chǎn)品，有的基本性能和水平與國外產(chǎn)品接近，市場占有率不斷上升，而且在分核心技術和標準制定方面基本與國外先進水平同步，特別是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EPA實時以太網(wǎng)標準的制定及其進入國際標準行列，使我國自動化行業(yè)在某些領域初步具備與國際跨國集團平等對話的權(quán)利。據(jù)海關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2005年工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)的出口商品總金額達6.31億美元，年增長率為324.9%。近期該領域的主要進展如下：
　　(1)現(xiàn)場總線儀表和大型控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化和大型工程的應用取得重大進展。
　?、俳鉀Q了現(xiàn)場總線在儀器儀表和控制系統(tǒng)中應用的一些關鍵技術，在基于HART、EF現(xiàn)場總線的變送器、執(zhí)行機構(gòu)、控制系統(tǒng)等方面取得重大成果，達到國際先進水平，并已開始實現(xiàn)產(chǎn)品化，打破了由國外大公司壟斷的面。
　?、谘芯拷鉀Q了工業(yè)實時以太網(wǎng)系列關鍵技術，原創(chuàng)性地提出了EPA(Ethernet for Plant Automation)工業(yè)控制網(wǎng)絡通信技術，制定可我國第一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線標準和國際標準。
　?、巯冗M控制與優(yōu)化軟件產(chǎn)業(yè)化取得重大突破，產(chǎn)生了一批國內(nèi)知名企業(yè)和著名品牌，樹立了國產(chǎn)自動化儀表與系統(tǒng)的良好形象，國產(chǎn)控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和競爭力得到相當大的提升，已基本可以平等地與國際著名跨國公司Aspen Honeywell競爭，促使進口設備的價格大幅度降低。
　?、苋哂嗉夹g、抗干擾技術、故障診斷和維護技術等的研究取得進展，解決了大型控制系統(tǒng)在工程應用中的可靠性問題，在石油化工、大型電力、核電、冶金等領域得到廣泛應用。
　　(2)近期自主的“硅電容壓力變送器”精度高、穩(wěn)定性能好，達到了國外高精度壓力變送器的技術指標，在國內(nèi)高精度壓力變送器的制造上實現(xiàn)了零的突破，該產(chǎn)品已獲得專利，并且通過與國內(nèi)其他公司的合作出CXT高精度壓力/差壓變送器，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。CXT變送器通過合理的結(jié)構(gòu)和高速器件的選擇，整機相應速度得到了很大的優(yōu)化，可優(yōu)于150ms，響應速度的提高，使得該變送器能適用于緊急停車等安全要求嚴格的場合，在整機性能上已經(jīng)分達到甚至超過了國外相應產(chǎn)品的指標，完全、可以替代國外產(chǎn)品。
　　(3)從智能型閥門定位器和智能型電動執(zhí)行機構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化工作開始，圍繞智能型調(diào)節(jié)閥及智能型附件等關鍵產(chǎn)品進行，完善模塊化設計技術、智能型調(diào)節(jié)閥接口技術及模擬試驗技術等，成功實現(xiàn)氣動、電動智能型調(diào)節(jié)閥產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應用。
　　(4)智能電磁流量計的設計、制造、檢測技術，使電磁流量計等產(chǎn)品不僅具備國內(nèi)領先技術水平，而且與國外產(chǎn)品具有同等技術水平，具有高精度計量和現(xiàn)場總線功能，可與新一代FCS系統(tǒng)配套，實現(xiàn)雙向數(shù)字通訊、從而滿足我國能源、石化、冶金、建材、石油、環(huán)保等支柱產(chǎn)業(yè)的配套需要，并將促進流量測量技術的發(fā)展。
　　(5)在引進紅外吸收、紫外吸收、磁氧工業(yè)過程氣體分析器的制造技術基礎上，大力開展引進技術鮮花吸收再創(chuàng)新工作，完成了有自主知識產(chǎn)權(quán)、專利技術的工業(yè)過程智能氣體分析儀等七類產(chǎn)品，主要分析微量(PPM)級到常量(%)級SO2 、NOX、CO、CO2、CH4、NH3、O2、H2、Ar微量水(PPM級)等氣體成分量。適用于國內(nèi)石油、化工、化肥、電力、冶金、環(huán)境保護、制藥等領域的高端市場的需求。產(chǎn)品的技術水品為國內(nèi)同類產(chǎn)品一流，分產(chǎn)品達到國際同類產(chǎn)品的先進水平?？梢耘cABB、SIEMENS、SERVOMEX等國外著名廠商競爭。

　　(二)科學測試、分析技術及科學儀器領域
　　我國剛開始進行時，由于既受市場經(jīng)濟的沖擊，又受國有體制的束縛，科學儀器的發(fā)展經(jīng)歷了一個低潮期，許多大型科學儀器廠紛紛入不敷出、難以為繼，科學儀器產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)一度明顯萎縮，我國科學儀器基本被國外儀器占領，“八五”期間國產(chǎn)科學儀器的市場占有率僅為13%?！熬盼濉逼陂g，在國民經(jīng)濟快速發(fā)展推動下，各行各業(yè)對科學儀器的需求快速增長，科學儀器走出實驗室進入國民經(jīng)濟發(fā)展的主戰(zhàn)場，科技實施了科學儀器公關，開展了突出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術攻關，不僅了一批具有我國自主只是產(chǎn)權(quán)的新型科學儀器，而且推動了產(chǎn)、學、研的緊密結(jié)合?！熬盼濉逼陂g，我國科學儀器的平均年增長率25%，是各類儀器儀表中發(fā)展最快的?！熬盼濉苯Y(jié)束時，以分析儀器為核心的科學儀器的國產(chǎn)化率達到了30%?？茖W儀器的研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開始逐漸走出低谷，并駛?cè)肟焖侔l(fā)展階段。通過“十五”攻關，我國分析儀器產(chǎn)業(yè)進一步獲得發(fā)展，并在科學儀器發(fā)面取得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果。目前大分中低檔產(chǎn)品已基本達到好、國外同類產(chǎn)品水平，如光譜分析儀器領域，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原子熒光光譜分析儀，占領了整個國內(nèi)儀器市場，中檔紫外可見分光光度計和原子吸收分光光度計，除滿足國內(nèi)常規(guī)分析的需求外，還有分出口；高端科學測試、分析技術及其相關產(chǎn)品也有較大進展。近期該領域的主要進展如下：
　　(1)打描電聲顯微鏡的研制，兼?zhèn)潆娮语@微鏡高分辨率和聲學顯微非破壞內(nèi)成像的特點，獲得3項發(fā)明專利和一項國外發(fā)明專利權(quán)，榮獲技術發(fā)明二等獎，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，電聲顯微鏡及相關器件已出口到美國、德國、日本、荷蘭、新西蘭等及臺灣，被譽為“我國大型儀器出口到發(fā)達和地區(qū)的成功范例”。
　　(2)超高分辨率光電子能譜儀研制，2006年11月完成“真空紫外激光角分辨率電子能譜儀”，具有多項專利技術，達到至今世界上分辨率0.26meV和動量分辨率0.0039A-1的技術水平，為我國提供了研究先進材料的重要手段。
　　(3)深制冷儀器設備的核心技術研究，在“新型深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷”技術上取得重大突破。其核心技術是改變整個深冷溫區(qū)的高效制冷，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，榮獲2006年度技術發(fā)明二等獎。以該核心技術為基礎，已生產(chǎn)出“高性能冷凍干燥機(儀)”、“高性能真空冷阱/捕集儀”以及生命科學必備的活性物質(zhì)深冷保存設備,后者已推出系列化產(chǎn)品,其中－1800C的設備可替代液氮制冷系統(tǒng)。該狠心技術將使我國擺脫以往97%以上深制冷儀器設備依賴進口的面。
　　(4)生物芯片和微流控芯片技術和儀器研制，在生物芯片和相關產(chǎn)業(yè)方面，我國已具有與國際競爭的水平，其中核酸分析芯片、免疫分析芯片、毛細管電泳芯片和生物芯片點樣儀、雜交儀、掃描儀等產(chǎn)品已占據(jù)國內(nèi)市場份額的40%以上，并經(jīng)國際認證，打入國際市場，約占國際市場的8%左右。2006年成功研制出“蛋白質(zhì)芯片傳感器生物系統(tǒng)”，將多中蛋白質(zhì)活性微列陣、生物分子特異結(jié)合性與高分辨率橢偏光學成像技術結(jié)合，提供了一種新型無標記蛋白分析技術。達到國際先進水平。生物芯片和儀器在生命科學、疾病預測和預防、視頻安全、環(huán)保等公共安全領域有廣闊的前景。
　　在微流控芯片技術及儀器領域，隨著《微流控生化分析系統(tǒng)的基礎研究》項目的啟動和研發(fā)成功，已徹底改變了我國在該領域落后的面貌，且已超過日本，僅次于美國，位居世界第二。該技術與儀器是生命科學，化學科學的重要技術平臺和依托技術，前景可觀。
　　(5)二維CCD陣列探測器光譜儀研制，采用多光柵集成技術，對光譜在二維空間10重折疊，使實際光譜區(qū)測量寬度分別擴展10倍，在小于0.1ms內(nèi)，以優(yōu)于0.07nm的光譜分辨率，實現(xiàn)了200～1000nm波長范圍內(nèi)快速和高靈敏度光譜測量和分析。采用CCD或CMOS陣列探測器的光譜儀是一項性設計，它通過多光柵結(jié)構(gòu)對成像光譜進行高密度折疊，在很寬的光譜區(qū)內(nèi)實現(xiàn)高分辨率、快速和長時間可靠測量，將會成為現(xiàn)代光譜分析儀設計中一個主流技術和發(fā)展趨勢。被國際同行Laser Focus World(激光聚焦世界)和Photonics Spectra(光電子光譜)稱為“原創(chuàng)性重要貢獻”。在國內(nèi)已獲專利發(fā)明權(quán)。
　　(6)原子熒光光譜儀及聯(lián)用技術，及具特色、具有自立知識產(chǎn)權(quán)，已處國際領先地位。已有一批骨干生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)，不僅滿足國內(nèi)需求，還有外商代理，銷往國外。特別對于當前歐盟的ROHS指標(對電子電器產(chǎn)品中的Hg、Pb、Cr(Vl)、Cd的含量有極嚴格的限制)已于2006年7月啟動，原子熒光可測定上述4種重金屬無素，我國制定的相應標準正進行國際認證。另外原子熒光與色譜分離系統(tǒng)聯(lián)用，可檢測元素價態(tài)，能對食品、保健品中的毒性和安全性作出更確切的評價。
　　(7)近紅外光譜分析的化學計量學方面研究已走在世界前列。各種近紅外光譜儀近年來都已開始小批量生產(chǎn)，其中關鍵性的化學計量學應用、建模、共享模型以及方法和標準的研究等許多方面已走在世界前列，許多國外著名廠家在我國銷售近紅外光譜儀都依托我國的軟件，并已廣泛地應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、石化等領域。
　　(8)質(zhì)譜儀研發(fā)和生產(chǎn)取得突破性進展。以往我國質(zhì)譜儀完全依賴進口，近兩年取得突破性進展，已研發(fā)和小批量投產(chǎn)多種型號的質(zhì)譜儀。
　　(9)在便攜式氣相色譜儀研制上取得進展，批量生產(chǎn)小型便攜式氣相色譜儀和便攜式光離子化氣相色譜儀，填補了我國空白。
　　(10)基于核磁共振原理研發(fā)出核磁共振測井儀和核磁共振探水儀，前者已小批量生產(chǎn)，后者已列入“十一五科技支撐計劃重大項目”的產(chǎn)業(yè)示范。
　　(11)近兩年我國在高性能紫外/可見光光譜儀、塞曼原子吸收光譜儀、電感耦合等離子譜儀、微波等離子譜儀、氣相色譜儀和液相色譜儀、離子色譜儀、智能化自動滴定儀等科學儀器的性能和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模上都有顯著的提升。
　　(12)全日面太陽光學與磁場觀測儀器的研制。太陽磁場觀測研究是天文學的前沿和熱點課題，是太陽物理研究的基本課題，是空間天氣學的研究基礎和預報基礎。我國為解決太陽矢量磁場觀測研究和空間環(huán)境預報問題，成功地研制出全日太陽光學與磁場監(jiān)測儀器并正式投入使用，在世界上首次獲得了高時間分辨和高磁場分辨率的全日面矢量磁圖。2006年在北京的COSPAR2006國際會議上，該儀器得到外國專家高度評價：“這是天文學家們在基礎儀器研究方面取得的巨大突破，在太陽活動區(qū)電流螺度監(jiān)測方面是一個絕對領導者”。

　　(三)人體診療技術及醫(yī)學儀器領域
　　1．科技攻關項目取得的主要進展
　　科技、衛(wèi)生、教育組織實施的“十五”科技攻關計劃項目“醫(yī)療器械養(yǎng)分技術研究及重大產(chǎn)品”于2006年1月通過驗收。其中有關人休診療技術及醫(yī)療儀器領域的成果，從總體上反映了我國該領域的原始創(chuàng)新、二次創(chuàng)新及集成創(chuàng)新技術成果，對于自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，促進我國醫(yī)療儀器產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展，提高我國醫(yī)療儀器水平，扭轉(zhuǎn)高檔醫(yī)療儀器依賴進口的面具有現(xiàn)實意義。攻關項目完成所表現(xiàn)的主要進展如下：
　　(1)數(shù)字化彩色超聲成像系統(tǒng)研制出達到國際先進水平線陣探頭、可諧波成像的相控陣探頭。
　　(2)多層螺旋CT的研制項目完成了多層重建算法、心臟功能分析及板載高壓發(fā)生器等關鍵技術及核心件研究，了國內(nèi)領先，并達到國際先進水平的兩層和八層螺旋CT產(chǎn)品。
　　(3)普及型低劑量直接數(shù)字化X射線機，在技術引進消化吸收后實現(xiàn)再創(chuàng)新，研制出自主知識產(chǎn)權(quán)、進入國際先進水平的線陣探測器，生產(chǎn)出適合我國國情的低劑量數(shù)字化X光機，并開始出口。
　　(4)低生理負荷的睡眠檢測系統(tǒng)項目，研究發(fā)明了適于大眾化、簡易化和低負荷的睡眠檢查技術產(chǎn)品。
　　2.其他科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要進展
　　(1)在數(shù)字化醫(yī)學影像儀器一、領域，已經(jīng)突破了永久磁體共振成像系統(tǒng)(MRI)國際公認的場強極限，自主了石階上第一臺0.45T醫(yī)用永磁MRI系統(tǒng)，將手術導航系統(tǒng)結(jié)合到磁共振掃描機上，把手術器械(如穿刺針)的影像及虛擬的進針路線投射到MRI實時成像的解剖圖像上，以達到準確定位和實時監(jiān)控，現(xiàn)已進入臨床適用階段?！按殴舱駥Ш健睘槲?chuàng)介入治療帶來了新的突破，為降低造價、躋身國際前列，提高自給率奠定了堅實的基礎。目前我國已成為上低場永磁式MRI系統(tǒng)的最大生產(chǎn)國和出口國。成批生產(chǎn)出適合我國國情的普及型低劑量直接數(shù)字化X射線機。它具有自主知識產(chǎn)權(quán)的線陣探測器，實現(xiàn)數(shù)字化采集光子信號，將X線圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化影像，降低了本底噪聲。這個基于平板探測器的動態(tài)DR系統(tǒng)人乃是全球首先投入臨床使用的機型，在國內(nèi)占有較大的市場份額，并已進入國際市場，多層螺旋CT項目完成了多層重建算法、心臟功能分析及板載高壓發(fā)生器等關鍵技術及核心件研究，了國內(nèi)領先，并達到國際高性能換能器的先進水平。首次自主創(chuàng)新出寬頻帶、高靈敏度和低誤差的高性能凸陣、線陣探頭，實現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有國際競爭力，為我國發(fā)展完全自主的高性能B超系統(tǒng)提供了重要的基礎。全數(shù)字高檔黑白B超診斷系統(tǒng)，已實現(xiàn)寬頻帶變頻掃描技術。2006年9月，國內(nèi)首臺全數(shù)字彩色多普勒超聲診斷儀上市，該儀器采用發(fā)射頻譜精確控制、加權(quán)發(fā)射、多倍信號并行處理、相位增強諧波、特異性組織成像及特異性偽差去除技術等，實現(xiàn)了二維彩像顯示。
　　(2)準分子激光人眼像差校正系統(tǒng)，出世界上第一臺WFA―1000主觀式人眼像差儀、AOV-FOB準分子激光眼科治療機，并成功的聯(lián)網(wǎng)應用，將測量像差數(shù)據(jù)直接用于準分子激光的個訂花切削，實現(xiàn)了真正意義上的人眼像差個性化切削矯正。主要創(chuàng)新點包括發(fā)展了屈光矯正和像差測量理論，突破瞳孔邊界提取與、角膜粗糙度控制、主動眼球等關鍵技術。
　　(3)監(jiān)護儀、心電圖機、動態(tài)心電圖等技術和產(chǎn)業(yè)方面步入成熟階段，形成了品牌產(chǎn)品，不僅滿足國內(nèi)市場，還遠銷海外，便攜式多參數(shù)監(jiān)護儀和中心監(jiān)護系統(tǒng)已進入國際高端監(jiān)護儀器行列。十二道數(shù)字式心電圖機，采用數(shù)字信號處理波性特征與小波變換檢測的方法，精度達99.8%。自動分析采用邏輯判斷和模式識別技術，可以自動識別的病例達170多種。動態(tài)心電圖檢測與分析系統(tǒng)，以高性能數(shù)字信號處理器為基礎，由心電記錄器和分析工作站兩分組成，適用效果優(yōu)良。
　　(4)臨床檢驗分析儀器高水平產(chǎn)品碩果累累，凸現(xiàn)了珠江三角洲企業(yè)集群異軍突起的實力。我國第一臺自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動化生化分析儀采用分光廣度原理和透射比濁原理，集合了自動加樣、自動混勻、反應盤溫控、光電測量、試劑制冷、反應杯更換等系統(tǒng)，實現(xiàn)了檢測過程的全自動化，測試速度可達每小時300次。新近研制成功五類血液細胞分析儀。它采用特殊的化學試劑對細胞進行處理，使五類白細胞在體積和內(nèi)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生更明顯的差異。經(jīng)激光照射產(chǎn)生散射光，收集前向和側(cè)向散射光以獲得細胞體積和內(nèi)結(jié)構(gòu)信息，實現(xiàn)白細胞的五類測量。該儀器可提供27~40項測量和研究參數(shù)，每小時可處理80個樣本，打破了國外儀器的壟斷。
　　(5)采用微機電系統(tǒng)(MEMS)制造技術，國內(nèi)膠囊內(nèi)鏡開始臨床應用，居世界第二。整機由智能膠囊、圖像記錄儀和攝影工作站等3分組成。產(chǎn)品突破低功耗圖像處理系統(tǒng)設計、近巨寬景非球面鏡頭、雙工多通道無線傳輸?shù)汝P鍵技術。主要創(chuàng)新點為可控制的收發(fā)方式與實時真彩像檢測。
　　(6)研制完成全固態(tài)綠光激光治療前列腺增生系統(tǒng)，已經(jīng)進入臨床驗證階段。該系統(tǒng)依據(jù)選擇性光吸收原理，進行前列腺良性增生氣化切除，備有導光傳像光纖和電視攝像裝置。具有獨立知識產(chǎn)權(quán)，為全球第二家。
　　(7)探索中西醫(yī)結(jié)合的醫(yī)療儀器技術。我國今年在數(shù)字化舍像儀技術方面取得顯著進步，為中醫(yī)客觀化、數(shù)字化、標準化提供了基礎；關于磁共振功能成像在針灸過程中的應用，引起了國際影像界的重視；研究建立光子中醫(yī)學，使激光針灸與激光血管內(nèi)照射療法進入臨床應用；提出脈搏的工程分析與臨床應用，有望今后用于社區(qū)、家庭的遠程醫(yī)療監(jiān)護。

　　(四)信息計測量技術及電測儀器領域
　　1.電工計測技術及電工儀器儀表
　　電工計測技術及電工儀器儀表是以電磁測量信息樹立技術為基礎，主要研究各類靜態(tài)和動態(tài)電磁參量測量與信息處理儀器儀表、測控裝置及系統(tǒng)，并由此形成電工儀器儀表行業(yè)。
　　我國電工儀器儀表行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展已經(jīng)形成了門類齊全，具有較強科研實力的全球規(guī)模最大的產(chǎn)業(yè)集群。骨干企業(yè)700余家，員工16萬多人，產(chǎn)銷能力9000萬臺(套)，工業(yè)總產(chǎn)值200億元以上；其中電能表產(chǎn)銷量世界第一，且多數(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，是國產(chǎn)率的行業(yè)之一，目前出口率超過13%、出口增長率約28%，是一個具有極強國際競爭力的行業(yè)。
　　主要市場服務范圍包括電力、冶金、交通、礦山、石油化工、輕工機械等行業(yè)，以及教育、科學試驗、軍事工程、宇航技術、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、標準計量等領域，是儀器儀表行業(yè)及其重要的分支。特別是近幾年來，隨著電網(wǎng)改造的進行，電工測量儀表取得了跳躍式發(fā)展，高標準、高起點自主了批高科技產(chǎn)品，技術和產(chǎn)品總體上達到國際標準，同時企業(yè)的集中度不斷提高，規(guī)模不斷擴大，核心競爭力不斷增強，產(chǎn)品出口輻射達到20多個，近期改領域餓主要進展如下：
　　(1)近年來在電磁計量基準標準及關鍵測試技術方面取得了突出的進展：①在理論和技術上取得突破性成果的基礎上，我國全面參加國際比對，量子電壓基準居突出的位置，量子電阻基準高出國外水平一個數(shù)量級，達到10-18水平，功率基準比對成績優(yōu)秀。通過比對，在國際上建立各國之間對計量能力的相互承認，從而促進了國際貿(mào)易和電能表出口：②以擴頻為方向，從音頻1MHZ發(fā)展，建立一批新的基準標準，同時原有基準標準的量程頻段得到進一步擴展；③在電磁計量基準標準的研究中，廣泛國際先進的理論和技術，同時注重創(chuàng)新和發(fā)展有自己特點的技術，在低溫電流比較儀、采樣測量等關鍵技術方面取得顯著的進步。
　　(2)電工儀器儀表國際標準化的實施，強有力地促進和加快了產(chǎn)業(yè)國際化進程，同時對行業(yè)的技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整起到關鍵性的推動作用，引導并促進電能表等龍頭產(chǎn)品的成功轉(zhuǎn)型。近5年內(nèi)，對電工儀器儀表“標準體系表” 進行了科學化梳理、規(guī)范和調(diào)整，組織制定、修訂并頒布實施新標準17項、行業(yè)標準8項，正在制定的正式立項的標準17項、行業(yè)標準1項。堅持“早期介入、積極、適時出臺”的基本工作思路，為本行業(yè)的高薪技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展與克服國際貿(mào)易中的技術壁壘提供了及時的支持和正確引導，同時，實質(zhì)性參與國際標準的制定、國際技術交流和標準化活動，實現(xiàn)與國際接軌。2003年5月，IEC/TC85(電工及電磁量測量技術)秘書處正式轉(zhuǎn)入，落戶哈爾濱電工儀表研究所，實現(xiàn)我國承擔國際電工技術專業(yè)秘書處零的突破，得到標準化管理高度重視和認可。這標志著我國開始在國際標準化事業(yè)中發(fā)揮重要作用，承擔起組織國際范圍的電工儀器儀表領域的標準制修訂和標準化工作。
　　(3)電能表綜合技術與質(zhì)量達到國際先進水平，并已進入電網(wǎng)關口計量副表地位：①多家企業(yè)先后研制并生產(chǎn)出0.2S級三相多功能電能表，在技術上采用準同步采樣、動態(tài)負荷實時反應、實時溫漂及漂補償?shù)燃夹g；面向系統(tǒng)設計，采用式通信協(xié)議，具有可在線更換的外置通信模塊、實時測量、諧波測量、電能質(zhì)量分析等功能；②0.1S級三相多功能電能表研制成功，并通過權(quán)威機構(gòu)檢測，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，全運算功能由硬件電路實現(xiàn)，具有高可靠性和抗電磁干擾能力，適用復雜環(huán)境下的在線實時計量，電能計量準確度已高于IEC標準要求；③國產(chǎn)專用芯片發(fā)展迅速，三相多功能表和單相表已大量采用，較好的取代進口器件，性價比及可靠性大幅增長。
　　(4)基于式“自動抄表系統(tǒng)”系列標準(GB/T198 82、GB/T19897)，電能計量及遠程自動抄表、管理、分配系統(tǒng)的構(gòu)建技術實現(xiàn)多方位突破和應用。系統(tǒng)實時性、兼容性、可靠性、面向?qū)ο蟮幕ゲ僮?、抄表成功率得到有效解決?；贕PRS、CDMA的遠程無線自動抄表系統(tǒng)在技術爭議中不斷發(fā)展，缺的長足的進步，正在大面積推廣應用，低壓電力線載波自動抄表系統(tǒng)采用擴頻、跳頻、正交頻分復用、阻抗適配濾波、轉(zhuǎn)發(fā)中繼等技術，不斷克服我國電網(wǎng)拓撲復雜、污染嚴重帶來的較多的實際問題，抄表成功率大為提高。
　　(5)“高壓電能計量關鍵技術和量值溯源的研究”在國際上首次完成對電能計量柜、高壓電能表和電網(wǎng)網(wǎng)口電能計量系統(tǒng)進行整日校準和計量檢定關鍵技術和量值溯源的研究。其測量范圍涵蓋GB/ T16934要求的電壓380V~35KV(線電壓)，電流20~1000 A。全量程電能計量準確度達到5×10-4。從而為整體校準和檢定電能計量柜、高壓電能表、電壓電流互感器組合及電網(wǎng)電能計量系統(tǒng)奠定可堅實的技術基礎，將為提高我國電能計量和電網(wǎng)管理水平作出突出貢獻，并因此創(chuàng)造較大的社會和經(jīng)濟效益。該項目屬于擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術創(chuàng)新，達到國際先進水平。
　　(6)諧波電能計量在理論、技術、新產(chǎn)品研發(fā)上均取得突破性進展，已探索進入電力市場?；谛〔ǚ治龅闹C波與沖擊負荷測量理論及算法的研究成果開始得以應用；新研制的高端三相多功能電能表已具備諧波測量功能；三相諧波表具有分相的基波和諧波計量功能。
　　(7)動態(tài)畸變條件下電能測量與電能質(zhì)量分析技術，其中頻域穩(wěn)態(tài)功率電流分解方法、時域瞬時功率電流分解方法、時域穩(wěn)態(tài)功率測量方法和第一代小波變換功率測量方法的研究取得實用化成果，并有產(chǎn)品問世。
　　(8)電工儀器儀表的制造技術大幅度提高。0.01級電能計量標準已經(jīng)建立；基于總線技術構(gòu)架調(diào)校自動化系統(tǒng)平臺、專家系統(tǒng)、圖像識別等技術進一步提高了生產(chǎn)的自動化程度和產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性及一致性；正弦波脈寬調(diào)制技術成功引入測試電源，預置失真和矢量紋波動態(tài)補償?shù)燃夹g克服了SPWM技術失真大、供電源影像嚴重等問題；加上現(xiàn)場模擬技術和專用模擬裝置的使用，電工儀表制造技術走向節(jié)能、高可靠性、全自動化的新階段，電工儀器儀表產(chǎn)業(yè)的國際市場競爭力不斷增強。
　　(3)研制成功電化學氨氣、甲醛、乙烯、乙醛、、敏感元件及傳感器，解決了國內(nèi)這些類型的敏感元件及傳感器一直以來進口的難題。
　　(4)研制成功MEMS瓦斯氣敏元件/光纖傳感器，它以納米敏感材料為基礎，以MEMS微機電系統(tǒng)加工為手段，以光纖技術直線光信號的傳輸，是MEMS技術、納米技術、光纖技術的結(jié)合，突破了原有的化學傳感器、催化燃燒元件的工作原理，是一種新的光學原理，由于沒有熱源，又是光信號傳輸，非常適合煤田井下應用。

　　(1)儀用光學薄膜元件制造技術取得一定進展，研制成功生物醫(yī)學熒光濾光片、變密度濾光片、紫外返光鏡、長壽命冷反光鏡等新產(chǎn)品。其中生物醫(yī)學熒光濾光片高端具有光譜特性好、透過率高、截止深度深、陡度高、環(huán)境穩(wěn)定性好、幾乎不漂移等特點；變密度濾光片主要特點為光中性度好、線性度好，主要出口歐美等技術發(fā)達的和地區(qū)；紫外反光鏡主要用以紫外曝光與紫外固化，是應日本某公司的要求研制，于2005年完成，產(chǎn)品管夠特性好，中、近紫外段的反射率高(＞90%)，可見區(qū)透過率高且平緩；長壽命冷反光鏡主要應用在光學引擎及投影儀等光源用的高品質(zhì)反光鏡，產(chǎn)品采用膜系優(yōu)化設計、大功率離子輔助成膜技術、特殊設計的盤式行星夾具及高溫成膜工藝，可見區(qū)反射率高(＞95%)，紅外區(qū)透過率高(≥85%)，產(chǎn)品一致性好。
　　(2)采用電沉積工藝制備小尺寸直徑的波紋管，目前達到的最小直徑為內(nèi)徑1.2mm。這是采用其他成形方法無法達到的。電沉積波紋管靈敏度高、精度好，可以作為測量元件使用。同時，電沉積波紋管具有較大的位移量，其最大位移可以達到其自由長度的50%以上。電沉積波紋管的疲勞壽命比較高，可以達到100萬次。
　　(3)在波紋管設計制造的基礎上，研制成功高壓組合電器用溫度補償器和波紋管式換熱器。高壓組合電器用溫度補償器在無焊縫低泄露的密封機構(gòu)設計、耐高壓的等靜壓鉚接結(jié)構(gòu)工藝、提高使用壽命的小波距深波紋的波形設計、吸收推力的彈性平衡結(jié)構(gòu)、專用工裝設備的設計制造方面進行自主創(chuàng)新，通經(jīng)覆蓋230~900mm的80多個品種規(guī)格，產(chǎn)品替代瑞士ABB公司、日本日立公司產(chǎn)品，在三峽工程中廣泛應用。目前已成功了為110Kv、200 kV、300 kV和500 kV全封閉高壓組合前期配套的波紋溫度補償器系列產(chǎn)品，獲得6項專利。正在研發(fā)的800 kV的高壓組合電器用溫度補償器產(chǎn)品，達到國際先進水平。目前已經(jīng)形成年產(chǎn)值超億規(guī)模，帶動國內(nèi)開關行業(yè)產(chǎn)值10億元以上。
　　波紋管式換熱器為傳統(tǒng)的列管式換熱器帶來了性的技術革新，波紋管不再單純作為彈性元件使用，而是作為熱交換設備的關鍵配套件，起到提高熱交換效率的作用。與傳統(tǒng)列管式換熱器相比，波紋管式換熱器在同等體積情況下，熱交換效率提高30%以上。目前，波紋管式熱換器不僅包括供暖行業(yè)的碳鋼產(chǎn)品，主要是石化、化工、堿廠、造紙等行業(yè)的鈦管、雙向鋼、蒙耐爾等材料的波紋管式換熱器，產(chǎn)品主要是替代進口。國內(nèi)波紋管式換熱器年產(chǎn)值在3億元以上，帶動了相關行業(yè)產(chǎn)值100億元。
　　2.相關材料及技術領域
　　儀器儀表相關材料特指用于制造儀器儀表所必須的，對其性能起關鍵決定性作用的功能材料。這些材料在元件、器件、整機或系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對信息與能源的感知、采集、計測、傳輸、屏蔽、絕緣、吸收、貯存、記憶、處理、控制、發(fā)射和轉(zhuǎn)換等目的?？梢哉f，儀表功能材料是儀器儀表的基礎和先導，是推動各類儀器儀表發(fā)展與進步的必備條件，在國民經(jīng)濟、國防、科技和社會發(fā)展中，無疑將充當越來越重要的角色。
　　儀表功能材料種類繁多，用途廣泛，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的意義。傳統(tǒng)的儀表功能材料主要包括測溫材料、電阻材料和電接點材料、磁性材料、彈性材料、膨脹合金、熱雙金屬、電真空材料、封接材料、光學材料和特種玻璃等。
　　經(jīng)過幾十年發(fā)展，我國儀表材料已經(jīng)取得長足進步，建立了門類比較齊全的行業(yè)，相關一分儀表功能材料產(chǎn)品的性能已經(jīng)達到國際標準或國外先進標準的要求，光學玻璃、貴廉復合帶材，鎧裝測溫與加熱電纜不僅能滿足國內(nèi)中低端市場的需要，還大量出口國外。近期該領域的主要進展如下：
　　(1)儀表功能材料工程技術研究中心建成并通過驗收。
　　(2)鎧裝線形成熱敏電纜材料及其溫度傳感器研制取得較大進展，鎧裝熱敏電纜材料長度可達幾十米甚至數(shù)百米，用它制成的溫度傳感器可監(jiān)測其沿線上的溫度狀況，近期完成的熱偶型熱敏電纜成果，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，主要技術指標如測量范圍、精度、敏感溫區(qū)、彎曲半徑、響應時間等均達到當今國際同類產(chǎn)品先進水平，在目前國內(nèi)大型化工企業(yè)汽化爐招標中，多次擊敗國外企業(yè)，實現(xiàn)了國產(chǎn)控制系統(tǒng)與傳感器的工程化應用。
　　(3)完成軍用標準“潛艇核動力裝置冷卻劑回路測溫用鉑電阻溫度計規(guī)范”的制定，通過專家審查，即將正式發(fā)布。該標準結(jié)構(gòu)嚴謹，內(nèi)容先進，不僅填補了國內(nèi)空白，使我國核級鉑電阻溫度計在國防工業(yè)中的應用有了標準規(guī)范，同時將大大促進國產(chǎn)核級鉑電阻溫度計在我國民用核電工業(yè)的應用。
　　(4)開展了特種環(huán)境條件下磁致伸縮材料及物位傳感器的研究，取得可喜的進展。日前已研發(fā)出適合于高溫、輻照等環(huán)境的高品質(zhì)磁致伸縮功能材料及傳感器，并將應用于國防工程。
　　(5)在電磁感應特種鎧裝電纜基礎上完成鋼水下渣檢測傳感器的研制，其各項功能指標與目前石階上最先進的下渣傳感器基本一致，已替代進口產(chǎn)品，成功用于武鋼、太鋼、包鋼等鋼鐵企業(yè)，開始全面向國內(nèi)鋼鐵企業(yè)推廣應用，將成為我國鋼水質(zhì)量的提高發(fā)揮積極作用。
　　(6)對應力自感知水泥基復合材料及傳感器的制作設備、工藝測試系統(tǒng)進行了較為系統(tǒng)的研究，也取得了初步進展。應力自感知水泥基復合材料是在傳統(tǒng)的水泥或砂漿中添加特定導電材料或納米材料復合而成的具有壓阻效應的材料。利用這類材料的電阻率與其自身壓應力存在一定的對應關系的特性，可以制成性能獨特的應力自感知水泥基復合材料傳感器。因其具有造價低、耐久性好、埋設工藝簡單以及與混凝土材料相容性好等特性，有望成為混凝土結(jié)構(gòu)長期健康檢測的新一代傳感裝置。
　　(7)成功實現(xiàn)高端鑭系光學玻璃生產(chǎn)的技術改造，實現(xiàn)φ250mm、φ400 mm的生產(chǎn)，實際成型規(guī)格為φ400mm×80mm，實現(xiàn)了大尺寸鑭系玻璃成型技術的突破，豐富了我國鑭系玻璃的產(chǎn)品規(guī)格。

　　六、我國儀器科學與技術學科發(fā)展的未來需求和目標
　　(一)我國儀器科學與技術學科發(fā)展的未來需求
　　本學科發(fā)展的未來需求是確定儀器科學與技術學科領域科技發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點的基礎?，F(xiàn)代儀器儀表在當今社會經(jīng)濟活動中還發(fā)揮“物化法官”的重要作用。同時，儀器儀表在試驗教學、氣象預報、大地測繪、診治疾病、指揮交通、探測災情等社會生活許多領域都有廣泛應用，需求遍及“農(nóng)輕重、海陸空、吃穿用”無所不在。下面主要從未來10年國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全的目標，分析儀器科學與技術學科的未來需求。
　　(1)國民經(jīng)濟的發(fā)展要改變產(chǎn)品檔次低、技術含量低、主要靠數(shù)量增加的粗放式發(fā)展模式，走以質(zhì)取勝的集約式發(fā)展之路，必須廣泛采用信息技術，用信息化帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。儀器科學與技術學科是信息技術的重要組成分，在實現(xiàn)“精確工業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”……的過程中有巨大的需求。
　　(2)科學技術是第一生產(chǎn)力，科教興國已成為既定國策。大力加強科研和建立以企業(yè)為主的技術創(chuàng)新體系，提高自主和自主創(chuàng)新能力，儀器科學技術必須先行。
　　(3)面對世界超級大國的超強“精確打擊”軍力，為了國防需要，隊的快速反應能力和武器的精確打擊能力急需提高，對作為軍事上戰(zhàn)斗力的儀器科技同樣有巨大的需求。
　　(4)面對資源短缺，水資源危機、生態(tài)環(huán)境惡劣的嚴峻面，要保障健康和社會的可持續(xù)性發(fā)展，必須加強生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括、反毒)、商品質(zhì)檢、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學等領域的研究和發(fā)展，從而增加對儀器科學與技術學科的未來需求。
　　(二)我國儀器科學與技術學科發(fā)展的目標
　　我國儀器科學與技術學科的總體目標是：從目前至2020年，必須充分利用我國經(jīng)濟高速發(fā)展和巨大的市場優(yōu)勢，結(jié)合測控技術的深化研究，大力推進新技術、新工藝在儀器儀表中的應用研究，掌握各類儀器儀表的設計、生產(chǎn)工藝等關鍵技術，滿足國民經(jīng)濟、健康和國防安全在生產(chǎn)、科研、應用各個方面對測量控制與儀器儀表的需求，減少進口，擴大出口，使我國儀器科學與技術學科領域科技和產(chǎn)業(yè)總體水平與國際水平差距普遍縮短到3~5年；工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)、科學儀器、醫(yī)療儀器、電測和計量儀器、各類專用儀器儀表、相關傳感器和元器件及材料等領域約30%的產(chǎn)品達到國際同期先進水平，國內(nèi)生產(chǎn)的儀器儀表在大工程的配套能力達到80%以上。
　　七、我國儀器科學與技術學科領域科技研究方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
　　(一)我國儀器科學與技術學科領域科技研究方向建議
　　從儀器科學與技術學科領域個組成分相互關系、共性問題以及我國國民經(jīng)濟、科學研究、國防、社會發(fā)展全進行研究，建議學科領域科技研究方向為：新型傳感器及信息獲取技術；與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術；精確制造中的測量控制技術及儀器儀表；微分析儀器及其關鍵技術；數(shù)字化醫(yī)療儀器及其關鍵技術；基于量子物理的計量標準系統(tǒng)。
　　1.新型傳感器及信息獲取、傳感技術
　　2.傳感技術不僅是檢測的基礎，它也是控制的基礎。這不僅是因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎；并且是猶豫控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的。信息獲取、傳感技術是儀器科學與技術學科的基礎技術；新型傳感器是發(fā)展高水平測量控制儀器儀表的基礎。傳感技術已成為制約測量控制儀器儀表發(fā)展的瓶頸。
　　新型傳感器及信息獲取、傳感技術主要是對客觀世界有用信息的檢測，它包括有用唄測量敏感技術、涉及各學科工作原理、遙感遙控、新材料等技術、信息融合技術；傳感器制造技術等。信息融合技術設計傳感器分布、微弱信號提取(增強)、傳感信息融合、成像等技術、傳感器制造技術涉及微加工、生物芯片、新工藝等技術。
　　3.與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備及其系統(tǒng)集成技術
　　工業(yè)發(fā)達高新技術儀器儀表產(chǎn)品品種約占總品種的75%，而國內(nèi)還不到20%。工業(yè)自動化儀表和控制系統(tǒng)的儀表品種國內(nèi)滿足率，一般性工程項目達80%，大型工程項目還不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動化儀表品種。與重點工程相配套的過程控制系統(tǒng)和測控裝備主要解決智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動化儀表品種。主要包括符合現(xiàn)場要求的各類傳感器及檢測儀表，實時流程分析儀器及在線分析技術，新型現(xiàn)場控制系統(tǒng)，e網(wǎng)控制系統(tǒng)，以工業(yè)控制計算機、可編程控制為基礎的式控制系統(tǒng)及先進控制技術，特種測控裝備和測控技術，系統(tǒng)成套集成技術等。
　　系統(tǒng)集成技術直接影響測量控制儀器儀表的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響，它是系統(tǒng)級層次上的信息融合控制技術沒包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術、物理層裝置技術、系統(tǒng)各分信息通信轉(zhuǎn)換技術、應用層控制策略實時技術等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還應包括各近最佳方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)以達到既定目標的技術，是直接涉及測控系統(tǒng)效益發(fā)揮的技術，是從信息技術向知識經(jīng)濟技術發(fā)展的關鍵。智能控制技術可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關鍵的軟件資源。從目前發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERS/MES/PCS三級節(jié)后的計算機測控系統(tǒng)中，軟件的價格已超過硬件的3倍。而有關石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動化測控系統(tǒng)的先進控制軟件價格就超過系統(tǒng)硬件價格。智能控制技術包括仿人的特征提取技術、目標自動化辨識技術、知識的自學技術、環(huán)境的自適應技術、最佳決策技術等。
　　4.科學儀器中的為分析儀器及其關鍵技術
　　5.分析儀器是科學儀器中最重要和發(fā)展最快的組成分，而為分析儀器包含的微量檢測、微型化、高靈敏度、高分辨率和高智能化內(nèi)涵，則代表了分析儀器的一個重要發(fā)展趨勢和技術水平，在生命科學、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括、反毒)、臨床醫(yī)學、醫(yī)藥科學和化工等領域得到越來越多的應用。微分析儀器及其關鍵技術的研究方向包括：
　　(1)開展高靈敏度、高分辨率、高性能水平的微結(jié)構(gòu)型傳感器研究，將生物芯片技術、新型化學傳感器技術、多組分(多參數(shù))集成傳感器技術應用于分析儀器的研制和。
　　(2)開展分析儀器微型化和相關微根系技術的研究，重點進行微分析儀器使用的共性技術和新技術的研究、如微流控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、全電子分光系統(tǒng)、微分光儀、新型芯片等的研究。
　　(3)過程分析、在線分析使用的微分析儀器及其關鍵技術研究。
　　(4)不同類別分析器聯(lián)用技術的研究。當復雜基體的微量、痕量物質(zhì)的含量及結(jié)構(gòu)分析對分析對象的分辨能力提出極高的要求，且單一的分離技術甚至質(zhì)譜分離技術均已無法從復雜的信息中分離出所需要的有用信息時，需要通過相關不同類別分析器的聯(lián)用技術對物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)甚至是綜合形態(tài)進行分析，以便同時獲得原子和分子的信息。