【正文】 肯定在新世紀(jì)到來(lái)后，分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用、拓展趨勢(shì)將更加顯著。 quot 用武之地在于 quot 已經(jīng)大大拓展最引人注目的生物、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等有關(guān)人的生存、發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，也是被世界科技和產(chǎn)業(yè)、人類社會(huì)發(fā)展大形勢(shì)的要求逼出來(lái)的分析儀器技術(shù)適應(yīng)大形勢(shì)發(fā)展的結(jié)果。沒(méi)有新的分析方法、分析技術(shù)和相應(yīng)的全新分析儀器就不能更全面、更靈敏、更可靠、更方便地獲取、研究社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域中的信息， 21世紀(jì)的信息時(shí)代就無(wú)從談起。世界分析儀器技術(shù)更新快、科技含量高，增長(zhǎng)迅猛。 從世界分析儀器銷售增勢(shì)來(lái)看：世紀(jì)之交在農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展的全球需求刺激下，加上分析儀器技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的分析儀器更新?lián)Q代周期不斷縮短，使多年來(lái)世界分析儀器市場(chǎng)銷售額保持 10%左右甚至更高的年增長(zhǎng)率。例如，廠商對(duì)用戶正在使用的儀器進(jìn)行遠(yuǎn)距診斷、指導(dǎo)，正確使用或提出維修指導(dǎo)。傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子學(xué)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi) 人工操作應(yīng)用模式轉(zhuǎn)化為光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)一體化、自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)，并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展，帶動(dòng)有自診斷自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能系統(tǒng)的發(fā)展。這些使現(xiàn)代分析測(cè)試速度超高速化、分析試樣超微量化、分析儀器的超小型化的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器和數(shù)字模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)、分析、處理，提高分析儀器數(shù)據(jù)處理能力。 B、 分析儀器 分析儀器是集光、機(jī)、電、化、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)為一體的高技術(shù)產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字手段、信息處理論數(shù)字圖像技術(shù)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，分析儀器儀器正向智能化方向發(fā)展智能化，包括理解、推理、判斷、分析等一系列功能。 環(huán)境保護(hù)科學(xué)儀器儀表的發(fā)展與進(jìn)步將是當(dāng)今和 21世紀(jì)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。即 ZeissScanMax 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，操作十分方便，工人學(xué)習(xí) 510分鐘即掌握使用；可放在車間使用；自動(dòng)修正影響測(cè)量精度的外界干擾；目前的測(cè)量精度為 35μ m。 ――發(fā)展測(cè)量機(jī)器人。 ――發(fā)展納米測(cè)量技術(shù)建立納米計(jì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。它測(cè)量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍，分辨率可達(dá) 10nm，并且克服了 HP 激光干涉儀的缺點(diǎn)，它具有 HP 激光干涉儀邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 的一切功能。將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀的技術(shù)用于高精密的幾何量與機(jī)械量及多種無(wú)形態(tài)的量的測(cè)量，如高精度的折射率測(cè)量、光波波前沿的測(cè)量、超薄膜層厚度的測(cè)量等。 利用物理學(xué)的新效應(yīng)和高新技術(shù)及其成就開發(fā)新型計(jì)量測(cè)試儀器儀表和新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強(qiáng)抗干擾能力的新型傳感器技術(shù)，如： ――利用高溫超導(dǎo)量子干涉器 SGUID 開發(fā)計(jì)量測(cè)試儀器、物理學(xué)測(cè)試儀器、地學(xué)和地質(zhì)學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器、醫(yī)學(xué)儀器、無(wú)損材料檢驗(yàn)儀器等。具有優(yōu)異性能的光電器件和功能材料的開發(fā)和應(yīng)用將加速現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展，如 CCD 器件、半導(dǎo)體激光器、光纖傳感器等制造技術(shù)趨于成熟，實(shí)際應(yīng)用已獲突破，顯示了廣泛的應(yīng)用前景， 必將使光學(xué)儀器領(lǐng)域發(fā)生重要變革，推動(dòng)產(chǎn)品向小型化、高分辨、光電化和自動(dòng)化發(fā)展。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電器件的不斷發(fā)展和功能的完善為儀器向更高檔次的智能發(fā)展創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)今的智能化儀器更確切地應(yīng)稱為 quot 微機(jī)化儀器。激光技術(shù)的結(jié)合和 CCD 等光電器件的引入更為快速、準(zhǔn)確、可靠的線檢測(cè)和監(jiān)控創(chuàng)造了條件。發(fā) 達(dá)國(guó)家 80年代已實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，現(xiàn)已向聯(lián)用技術(shù)、全自動(dòng)化，如內(nèi)裝機(jī)械手等機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，向?qū)嶒?yàn)室信息管理系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化方向發(fā)展。 發(fā)展趨勢(shì)： 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 從傳統(tǒng)光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代光學(xué)儀器，關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)化，而微電子技術(shù)是基礎(chǔ)。過(guò)去評(píng)價(jià)傳統(tǒng)光學(xué)儀器的質(zhì)量主要著眼于功能指標(biāo)，即儀器的使用范圍、精度等級(jí)、靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)特性等。整個(gè)系列產(chǎn)品品種之間零部件通用性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、標(biāo)準(zhǔn)件多，因而使儀器成本下降，質(zhì)量提高。工作效率、可靠性是傳統(tǒng)光學(xué)儀器無(wú)可比擬的。 結(jié)構(gòu)上打破了以光學(xué)和機(jī)械為主體的基本框架，集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)于一體，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其軟件成為儀器不可分割的重要組成部分。激光技術(shù)與傳統(tǒng)的顯微鏡 相結(jié)合，開發(fā)出激光掃描顯微鏡。 現(xiàn)代光學(xué)儀器的特征： 現(xiàn)代光學(xué)儀器沖破了傳統(tǒng)理論，以幾何光學(xué)或物理光學(xué)為基礎(chǔ)的束縛光學(xué)技術(shù)同其它學(xué)科和技術(shù)不斷融化、滲透派生出新的學(xué)科分支，形成許多交叉發(fā)展的領(lǐng)域，打破了長(zhǎng)期來(lái)光學(xué)的傳統(tǒng)應(yīng)用范圍。 現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展趨勢(shì)： 隨著光學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的全球性調(diào)整，主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)品，使傳統(tǒng)的光學(xué)儀器已向現(xiàn)代光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變。利用光電轉(zhuǎn)換能在太空、深水、高溫、有毒有害氣體、核輻射等各種特殊環(huán)境下正常地工作。美國(guó)在 70年代先后發(fā)射三顆陸地衛(wèi)星花費(fèi) ，但所獲經(jīng)濟(jì)效益大得多，其中僅用遙感儀器監(jiān)視洪水、探測(cè)農(nóng)作物病蟲害、改進(jìn)油田勘探以及糧食估產(chǎn)等幾項(xiàng)每年的經(jīng)濟(jì)收益估計(jì)就達(dá) 15億美元以上。 光學(xué)遙感儀器幫助人類解決面臨的能源、糧食、氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的重大問(wèn)題。軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件極其惡劣，被測(cè)件溫度超過(guò) 1000℃，運(yùn)動(dòng)速度為數(shù)米每秒并伴有振動(dòng)、高溫、氧化層飛濺、 冷卻水霧彌漫和強(qiáng)電磁干擾。計(jì)量工作約有 90%屬幾何尺寸測(cè)量，其中主要用光學(xué)計(jì)量?jī)x器來(lái)完成。特別是現(xiàn)代光學(xué)儀器的功能已成為人腦神經(jīng)功能的延伸和拓展。就全球地區(qū)而言北美占 %，西歐占 26%，亞非不包括日本占 %，日本占 %，東歐占 %，南美占 %，其它地區(qū)占 %，從中看出亞非地區(qū)的市場(chǎng)發(fā)展前景最好。測(cè)量和自動(dòng)化技術(shù)作 為新的投資在工廠現(xiàn)代化投資中將增長(zhǎng) 23倍。主要應(yīng)用于玻璃、陶瓷、鋼鐵和有色金屬工業(yè)、軋鋼和鋁板材工業(yè)、化學(xué)、食品和制藥業(yè)、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)、環(huán)保、礦山、石油和天燃?xì)夤I(yè)等。預(yù)計(jì)在 2022年將達(dá)到 700億美元。 Inter 和 Intra 技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)也將滲透到企業(yè)，從生產(chǎn)到管理、直到經(jīng)營(yíng)的方方面面。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是九十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技 術(shù)，是一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)的儀表，包括變送器、執(zhí)行器、記錄儀、單回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器、流程分析器等基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 PLC 將與 IPCDCS 集成 PLC 逐漸成為占自動(dòng)化裝置及過(guò)程控制系統(tǒng)最大市場(chǎng)份額的產(chǎn)品。主要生產(chǎn)廠家集中在美國(guó)、日本、德國(guó)等多家公司如美國(guó)的霍 尼 韋 爾 Honeywell TDC300 、 TDC3000 、 XS9000 、 FoxboroI/A 、SWestingHouse WDPFA BBMOD30,日本橫河 YokoyawaCENUMΜxl,日立HIA CS30005000,德國(guó)的西門子 SiemensTelenermMSIPA OS200,加拿大貝萊 BA ILEYN90。在控制功能完善、信息處理能力、速度及組態(tài)軟件等方面取得了令人矚目的成就，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主流。儀表制造廠不僅要對(duì)自己的產(chǎn)品，還必須對(duì)在系統(tǒng)中的通用信息處理設(shè)備提供一定程度的綜合維修服務(wù)。今后的趨勢(shì)是由專門的 SI 部門來(lái)代替用戶組成系統(tǒng)。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 b 控制系統(tǒng)的范圍逐漸擴(kuò)大，用戶希望自選設(shè)備并能簡(jiǎn)單方便地把它相互連接起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。近幾年 PC 機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展將對(duì)今后產(chǎn)生重大影響。目前 以 PLC 為基礎(chǔ)的 DCS 發(fā)展 很快， PLC與 DCS 相互滲透、相互融合、相互競(jìng)爭(zhēng)已成為當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 DCS 以其高度的可靠性 ,易于擴(kuò)充的功能、漂亮的圖形界面、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法、開放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點(diǎn)得到迅速的發(fā)展 ,成為計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。其中工業(yè)自動(dòng)化儀表，基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用的自動(dòng)化儀表是其發(fā)展重點(diǎn)。 ―十二五 ‖期間我國(guó)自動(dòng)化儀表行業(yè)市場(chǎng)需將持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)率為 20%左右， ―十二五 ‖末期，市場(chǎng)容量或?qū)⒊^(guò) 3500 億元。大力發(fā)展裝備自動(dòng)化，提升裝備制造業(yè)的整體水平。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，用戶對(duì)儀器儀表需求模式也發(fā)生了很大變化。國(guó)家對(duì)能源的綜合利用、環(huán)境保護(hù)提出了更加嚴(yán)格的要求。隨著市場(chǎng)需求的改變，越來(lái)越多的新型產(chǎn)業(yè)開始興起，物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展快速。 國(guó)內(nèi) 外儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)儀器儀表制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)： 儀器儀表行業(yè)高技術(shù)、高投入、高產(chǎn)出、低能耗、低污染的特點(diǎn)將在低碳經(jīng)濟(jì)和邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展下帶動(dòng)儀器儀表需求的上升。 邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械與能源工程系 按照工程模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與規(guī)劃， 尤其 重視學(xué)生的工程能力、應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，可以這樣講，構(gòu)成機(jī)器或機(jī)械系統(tǒng)的主要部件大都已經(jīng)模塊化，于是，機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)就是根據(jù)給定的具體功能要求，通過(guò)這些模塊的有機(jī)組合（設(shè)計(jì)）構(gòu)成具有一定目的的系統(tǒng) ?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展為了提高效率、減少設(shè)計(jì)和制造周期，大部分產(chǎn)品已基本成為模塊化。另外，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)際機(jī)器和機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行性能的綜合分析和評(píng)估。為此，作為將來(lái)從事機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造以及與此相關(guān)的工程技術(shù)人員，在掌握機(jī)械設(shè)計(jì)方法、理論的同時(shí)，通過(guò)較完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的訓(xùn)練，使學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品的性能測(cè)試的綜合能力，從而使學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)對(duì)分析工程問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。人才因素是保證實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素， 也 奠定 了 培養(yǎng)創(chuàng)新人才的師資條件。具有鮮明學(xué)科特色及強(qiáng)勁科研能力的實(shí)驗(yàn)室，以及今后有發(fā)展前景的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，使高校高水平高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室從數(shù)量上和質(zhì)量上都有新的突破和飛躍。通過(guò)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)工作，建設(shè)成國(guó)內(nèi)一流的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)學(xué)校的發(fā)展將產(chǎn)生積極影響。使上述實(shí)驗(yàn)室全部按照 ―基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 ‖ 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，徹底改善基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件，成為 ―十二五 ‖期間標(biāo)志性建設(shè)成果。 （ 2）加快實(shí)施基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè) 教育部啟動(dòng)的 ―基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè) ‖計(jì)劃，擬在全國(guó)建設(shè) 100個(gè)左右的示范中心。積極組織對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和論證，大膽地削減過(guò)去陳舊、簡(jiǎn)單重復(fù)的演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，按照國(guó)家教育部本科教學(xué)工作水平 評(píng)估的要求和標(biāo) 準(zhǔn)，增加綜合性、應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和項(xiàng)目，并達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程總數(shù)的 80%以上。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能 力和提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為核心，以實(shí)驗(yàn)資源開放共享為基礎(chǔ)，以高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和完備的實(shí)驗(yàn)條件為保障，創(chuàng)新管理機(jī)制，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和實(shí)驗(yàn)室使用效益。 實(shí)驗(yàn)室發(fā)展特點(diǎn)及高等教育對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求 高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)目標(biāo)是：樹立以學(xué)生為本，知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念和以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，建立有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，建設(shè)滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要的高素質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，建設(shè)儀器先進(jìn)、 資源共享 、服務(wù) 開放 的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，建立現(xiàn)代化高效運(yùn)行的管理機(jī)制，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。國(guó)家實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略，加大對(duì)高等教育的投入，學(xué)校進(jìn)入了發(fā)展建設(shè)的新時(shí)期，給實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、企業(yè)改制及技術(shù)改造正向縱深推進(jìn)，中國(guó)有望成為世界新的制造中心和加工中心，制造業(yè)將成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。這些實(shí)驗(yàn)室往往代表了世界前沿基礎(chǔ)研究的最高水平，誕生了一大批諾貝爾獎(jiǎng)獲得者和具有劃時(shí)代意義的科技創(chuàng)新成果，是開展高層次學(xué)術(shù)交流的重要場(chǎng)所。 experimental results can be saved as text, can be sent on the work, to facilitate working experiments, and teachers can online correcting homework. This design in the overall structure of the rational layout, mechanical engineering test and calculation of data processing technology bined with one, with good economic and practical help to strengthen the ability of students in the engineering practice. 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 內(nèi)容提要 .........................................................................................................I Summary...........................................................................................................II 1 緒論 ............................................................................................................... 1 實(shí)驗(yàn)室的