现代光学测试技术篇1

关键词：机械制造测量技术发展研究．1机械制造中测量技术学科的内涵和组成著名科学家门捷列夫说过：科学是从测量开始的”。在现代科学技术的推动下，人类对物质世界进行测量，监控物质世界使之达到最佳目标，逐渐形成了认识世界、改造世界的重要技术，成为现代科技的重要学科之一。王大珩院士也多次指出：在当今以信息技术带动工业化发展的时代，仪器仪表与测试技术是信息科学技术最基本的组成部分。”整体而言，作为测量和测试技术集中体现的仪器科学与技术学科，其当今在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”，国民经济生活中的物化法官”已广为人们所理解【IJ。

测试计量技术学科与机械科学及其先进制造系统关系密切，测量技术是机械科学研究和先进制造的眼睛”。测量技术及仪器设备不再是单纯的辅助检测设备，而是作为生产制造设备的一部分，集成于机械系统，参与到制造过程，成为必须的生产部件或设备。在高性能制造装备中，测量系统的成本已经达到装备总成本的30％～50％[21。这个趋势说明，实现机械制造要靠生产资料和机床，而测量技术则是了解生产现场情况，进而指导生产过程的手段，二者的有机结合，才能带来生产水平的飞跃。

另一方面，机械制造中的测量和机器有着不同的属性，测量仪器是认识世界的工具，而机器则是改造世界的工具。认识世界和改造世界同等重要，而且认识世界往往是改造世界的先导pj。

机械系统和制造过程中的测量学科，包括传感、测量及仪器，主要研究几何量的获取与处理。

测量的基础是物理原理，传感的本质是建立在基本物理、化学效应基础上的信号变换，将被测量变换为易于处理、能被人识别的信号形式(如电量)。机械制造中测量的目标参数也非常广泛，仅以几何量测量为例，测量对象就涉及长度、距离、角度、形状和位置等多种要素。不同的测量方法所涉及的规律、效应不同，而且在不同环境中同样的被测量，可能采用截然不同的测量方法【l】

上述特点决定了机械制造中测量技术学科的研究必然面向先进制造的发展前沿，面向生产实际。

因此，机械制造系统的需求，尤其是重大工程中的应用需求，始终是推动测量及仪器设备研制发展的主要动力，决定着测量技术学科的研究内容和发展方向[4】。

．2测量技术在机械制造系统中的地位和作用机械制造追求的目标是高效率的生产出高质量的机械产品，而要提高产品的质量和生产效率，首先要依靠测量技术获得与产品质量相关的有用信息，进而通过对这些信息的分析处理，得出能够用来控制或改进生产过程的相关决策。制造过程中的速度，是提高机械制造中生产效率的主要手段，高速运动的前提是高的精度，而高精度依赖于测量技术，因此，没有测量就无法控制产品的质量，生产效率也难以提高【3j。

由于结构设计，加工工艺和材料性能等各方面的制约，零件本身及其装配精度受到一定程度的限制。机械制造精度的进一步提高，往往通过精确的测量与误差补偿技术的结合才能实现。测试技术在制造过程的每个环节几乎是无处不在，贯穿机械制造产品生产的全过程。离线测量、在线测量、极限测量等各种相应的测量技术，在机械制造实现质量分析、工艺改进，技术革新等方方面面，起到了不可替代的关键作用15刊。因此，测量技术的发展水平及其在机械制造中的应用程度，是衡量制造科技水平、提高国家支柱产业核心竞争力的一个重要因素【71。

先进制造的兴起，已经在很大程度上扩展了机械制造中测量技术的范围。测量参数的定义更加复杂，被测对象的尺寸小到纳米、原子量级，大到几十米甚至几百米。随着测量精度的提高，测量条件受到环境影响的程度也越加明显，新的物理效应的应用，新的光机电算的结合方法和信息融合技术应运而生。常规测量越加成熟，极限尺寸的测量研究越来越受到人们的关注和投入。

机械制造领域测量技术的现状机械制造中的测量通常包含两个方面：制造系统的测量和被加工对象的测量。前者主要针对机床设备的几何精度和性能(如运动性能、动态特性、力学性能、温度及电磁特性等)进行测量；后者涉及到加工与装配中的测量，以几何量测量为主。总体上说，机械制造中几何量的测量占90％以上。

．1测量理论的研究与发展制定测量方案、设计测量系统、建立测量模型、编制测量软件等，均属人们的主观活动，要使之符合客观规律，还必须研究测量理论、应用测量理论。

测量技术的主要理论是误差理论【81。根据被测量的特点，可分为静态测量精度理论和动态测量精度理论。

．1．1静态测量精度理论静态测量精度理论已经发展比较成熟，在机械测量中得到较全面应用。其要点为以下5点【9】。

系统误差，遵循确定性规律。系统误差是可以补偿的，但误差补偿本身也有误差。

随机误差，遵循随机分布规律。按统计分析原理处理。

粗大误差，纯属偶然性，既不遵循必然规律，也不遵循随机规律。值得注意的是，粗大误差剔除必须审慎，否则存在风险。

测量不确定度，测量过程不仅要给出测量值，而且要给出对此测量值的测量不确定度的评定。

过去使用的测量准确度，以真值为基准对测量值分布的范围进行评定；现在采用测量不确定度，以测量值为基准对真值分布的范围进行评定。以可知的测量值为基准，比不可知的真值作为基准更具有实际意义，更具有可操作性。

测量误差的分解。测量误差由若干组成环节合成。将测量误差分解为若干组成环节，目的是有针对性地采取措施，减小测量误差。尺寸链理论是分解测量误差的有效工具。

．1．2动态测量精度理论动态测量在测试技术领域占有重要地位，但跟静态精度理论相比，动态测量精度理论的研究由于起步较晚，难度较大，复杂程度更高，因此其理论体系尚不完善，许多问题还处于探索阶段【8j。其主要进展如下所述。

全系统动态测量精度理论。该理论从全面误差源分析入手，综合考虑动态测量系统内部各组成结构单元的误差和系统内外各干扰因素对测量结果精度的影响，尽可能将传统的对动态测量系统的黑箱处理方案白化或灰化，建立各单元的误差传递函数，并根据系统总的传输关系建立动态测量系统总的误差模型，由此得到能反映实际情况的全系统动态测量精度¨…。

动态测量误差分离与补偿技术。由于动态测量系统的复杂性，增加了误差分离的难度，各种误差分离方法都有一定的针对性，其应用范围和实现方法也存在着局限性。国内外很多学者对误差分离与补偿技术进行了研究，提出了很多实用有效的方法，如多步法、反向法、多测头法、互比法、混合法和标准量对比法等。目前国内外的研究重点是复杂测量系统多因素误差补偿和动态实时误差补偿的理论与应用问题，并已取得了一定成果。

动态测量误差分解与溯源理论。动态测量误差分解与溯源理论基于全系统动态精度理论，通过误差分解并溯源到测量系统内部各主要的结构单元，找出导致测量误差增大的单元，根本目的是从误差产生的源头来掌握误差，以便采取有效的措施来提高动态测量系统的精度。

似)动态测量精度损失诊断技术。动态测量系统精度损失诊断技术是以误差分解与溯源理论为基础的，是精度理论的逆向问题。其研究的最终目的是实现测量仪器或产品精度的均匀设计，以获得生产资料的最大利用价值。

《测量不确定度表示指南》(G切Ⅵ95)的制定，标志着静态测量不确定度的评定和表示方法已趋于成熟，而动态测量不确定度的研究，由于其内容涉及面广泛、复杂，则还处于初始阶段。根据《关于GuM和VIM建议修改草案》，使得基于贝叶斯理论和蒙特卡罗方法，研究融静动态于一体的现代不确定度评定方法、研究不确定度评估软件、拓宽不确定度的应用范围、实现不确定度评估规范化、合理化和可靠性成为可能。这些问题将是今后不确定度原理研究与应用的重要课题。表l显示了经典静态精度理论与现代动态精度理论主要特点比较情况。

表l经典精度理论与现代精度理论主要特点比较．2我国机械制造中测量技术发展的现状及分析随着近几年世界经济格局的变化和我国经济技术高速发展的趋势，我国的机械科学和制造系统也发生了新的变革。数字和智能化制造、微机电系统、极端制造、复杂机电系统、生物制造、绿色制造等新型机械系统、设计理念、制造工艺和技术正逐渐由概念走向成熟和工程应用，新的测量问题不断出现，测量在机械系统及制造过程的作用和地位不断提高，机械制造中测量技术的研究面临新的发展机遇和挑战。测量技术的先进程度将成为我国未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键。

近几年来我国测量技术和相关仪器的研究取得了一系列重要进展，新型测量原理、测量技术、测量系统及仪器设备不断出现：新型传感原理及传感器、先进制造的现场、非接触、数字化测量，微纳米级超精密测量、超大尺寸精密测量、基标准及相关测量理论研究等方面都有了长足的发展。具有代表性的研究成果如下所述。

先进制造中空间尺寸测量的现场校准方法和装置取得重大成果。仪器校准和量值传递是保证精度的最重要基础，天津大学叶声华院士等在先进制造测量领域发明的空间尺寸测量的现场校准方法和装置，解决了现代制造中亟待解决的现场校准及其装置的许多问题。其创新点在于：①利用多种靶标特殊几何结构和自身基准尺寸，以及在测量空间内不同位置的量值传递关系作为约束条件，建立了全新的现场校准方法和装置，能够在大范围空间进行现场校准，同时实现传感元件的校准、传感器的校准以及测量系统的全局校准，减少了误差环节、提高了校准速度。这种方法可用于大范围空间几何尺寸和位置坐标的现场校准，也可用于直接测量[1l】；②提出了小分束角渥拉斯顿棱镜和直角棱镜作为反射镜的共光路自适应系统，对激光光束漂移和空气扰动具有自适应性，测量结果稳定性好。

实现了同轴度的测量。还采用横向塞曼激光器，直接产生正交线偏振光，克服了热漂移因素，提高了稳定性，缩小了尺寸，实现了远程相互位置现场校准：③提出了互易回归非线性现场校准方法，并由滑块平移放大机构组成装置，借助易位，使两台同类型测微仪多次相互校准，对测量结果进行回归，发现各自测量的非线性误差【l21。这种方法可以用于各种测头的测微仪，实现高分辨率测微仪现场校准。

该成果获得了2005年度国家技术发明二等奖。图所示为该成果在车身测量系统中的应用。

图l车身视觉测量系统及其标定以正交偏振激光器为核心的技术发明，充分展示了我国自主研发精密测量仪器的能力。清华大学张书练教授等以其发明的正交偏振激光器为核心技术，研发了多种精密测量仪器。在激光器内置入双折射光学元件，使一个激光纵模分裂成两个偏振正交，间隔可调的频率，频差可从40MHz到千№选择，发明了频差大于40MHz双折射双频激光器；在双折射双频激光器上施加横向磁场消除模竞争，发明了双折射一塞曼双频激光器”，使激光器的输出频差从1MHz到千MHz；在上述基础上，发明了超短HeNe激光器”，解决了以往单横模激光器腔长过短时激光时有时无的问题，使其稳定振荡；利用双折射双频激光器的振荡特性，发明了频率分裂、频差调谐、正交偏振、频率竞争实验系统”，可观察到以往不能的模分裂，模竞争等现象；通过研究，还发现了双折射双频激光器腔调谐的三偏振特性，以此为原理发明的测量位移的激光器纳米测尺”，量程12mm，线性度5×l旷，精度优于0．3岬，自校准可溯源。该成果获得了年度国家技术发明二等奖。图2所示正交偏振激光器为该成果的核心技术。(3)大型超精密仪器核心技术研究方面取得了重要的突破。该成果由哈尔滨工业大学谭久彬教授为首的科研团队完成，主要由以下核心单元技术组成：①提出大范围回转润滑面复合节流与匀压方法，气／液两相复合回转润滑方法，气／固两相复合回转润滑方法，发明了基于上述方法的系列回转运动基准装置，使回转精度、轴向／径向刚度、承载能力和工作稳定性显著提高；②提出了直线导向复合节流与匀压方法、气／液两相直线复合润滑方法、气／固两相直线复合润滑方法、双模气浮直线基准方法和准直光束参考修正方法等，发明了基于上述方法的系列直线运动基准装置，使直线运动精度、径向刚度、径向承载能力和工作稳定性显著提高：③提出基于自身参照原理的仪器运动基准问误差的分离方法、空间回转误差逐截面分离方法和基于误差自分离的回转基准方法等，发明了一系列基于上述方法的误差分离装置，使仪器基准间位置精度提高一个数量级以上；④提出差动共焦扫描测量方法，超分辨共焦扫描测量方法，复色共焦扫描测量方法和二次共焦扫描测量方法等，发明了基于上述方法的多种共焦扫描测量装置和显微镜，使垂直分辨力达到了纳米和亚纳米量级，水平分辨力实现超分辨。

基于上述超精密核心单元技术，解决了长期以来我国因不掌握核心单元技术，缺乏大型超精密仪器集成能力，不能自行研制大型超精密级测量仪器的问题，使我国大型专用超精密非标专用测量／试验装备的研制能力有了显著提升。该成果获得了2006年度国家技术发明一等奖。

新型压电石英传感器及测量技术，成功解决了机械制造中复杂力学量的测量问题。大连理工大学孙宝元教授带领的研究团队，由于发现了石英晶体切向灵敏度分布规律、石英晶体扭转效应、多次压电感生效应，将压电效应由一次扩展到多次，由二维扩展到三维，由线性极化扩展到非线性极化，由基于应力分类扩展到基于变形的分类，创建了种能量与6种能量间物性效应新模型和物性效应总览表，初步形成了基于构件变形的压电效应新体系框架。基于上述理论创新，发明了系列化压电传感器与测量仪。如压电式三向车削测力仪、压电三向铣削测力仪、压电三向磨削测力仪、压电生物测力平台等。这些压电传感器和测力仪很快进入国内外市场。特别值得提出的是，利用上述发现和发明为中国工程物理研究院研制成功毫秒级瞬态切削力和瞬态切削温度测控系统，解决了高能化爆材料切削加工的关键难题，确保了国防科研和生产的质量和安全。此外，因为压电石英扭转效应的发现，发明了石英单体转矩传感器和无定心钻削转矩测力仪，进而开发出多规格转矩传感器和钻削测力仪。无定心钻削测力仪，由于不必对中心，可以在试件上任意点钻孔测试，使用非常方便，受到国内外用户青睐。该成果获得了2006年度国家技术发明二等奖。

传统栅式位移传感器的发明，取得了传感器设计理论与实践的重大突破。在位移测量中，重庆工学院彭东林教授发明的时栅位移传感器及其测试系统”突破了传统栅式位移传感器原理。其主要创新包括：①采用时空转换”的思维方式，用时间量去完成空间位移测量，借助一个匀速运动载体，把空间位置差(位移)表征为时间差再进行测量，从而把基于空间刻划的精密位移测量难题，转化为简易精确的时间差测量问题：②机械式时栅，根据上述思想发明了全新原理的位移传感器，将其命名为时栅位移传感器”。采用匀速旋转的单齿”构成运动坐标系，即与大地互为相对匀速运动双坐标系”，再用按时间等分的时钟脉冲信号来代替传统的按空间等分的栅式传感器信号。实现了以单刻线实现任意圆周分度测量”，在原理上证明了上述时空转换方法的正确性。该成果获得了2007年度重庆市技术发明一等奖。

激光合成波长纳米位移测量技术解决大范围高精度的纳米位移测量和微运动技术问题。为解决大范围高精度的纳米位移测量和微运动技术问题，浙江理工大学陈本永教授带领的研究团队提出了采用激光合成波长实现高精度大范围纳米位移测量的理论和方法，开发出相关的测试计量装置。该成果的主要创新为：①提出了利用双频激光合成波长干涉条纹虚细分实现超高精度位移测量的原理；②发明了基于该原理实现高精度(纳米级)大范围毫米量程)位移测量的新方法；③研制出在同一干涉仪中直接实现大范围高精度纳米位移测量的新型测试计量装置。该项目获得2007年度国家技术发明二等奖。

．3世界先进制造中测量技术的现状及分析世界先进国家十分重视测量技术在制造过程的应用水平。先进的测量原理不断地充实测量技术，仪器的功能不断提高，高端的测量方法继续向生产靠拢，促进了在线、原位测量技术的应用和发展。

目前比较活跃，与我国制造业密切相关的测量技术可以归纳为以下几方面。

数字化测量技术及其量具不断丰富和发展，适合并满足了生产现场不断提高的使用要求。

各种带有测量数据统计处理功能及打印输出功能的测量仪器，已经在生产一线广泛应用；德国Ⅺingelnberg公司、美国M&M及Mahr公司的齿轮测量中心，其仪器的测量不确定度可达2岬，可检测各种齿轮类零件及各种齿轮刀具；Zoller、等公司CCD数字式对刀仪系列产品测量过程全自动化，具有刀具管理数据库，能与多台数控机床通信，自动实现机床加工位置参数信息的闭环反馈图3)。

现代光学测试技术篇2

（一）基于荧光分子光谱的快速检测技术一些具有平面或刚性结构的分子，其存在π－π共轭结构，当此类分子受到光能量激发后会发出荧光，产生荧光光谱。当体系共轭度增加时，荧光强度随之增加，荧光光谱改变。如存在－OH、－NH2、－OR、－NR2等给电子取代基时，荧光强度增加，存在－COOH，－CHO，－NO2，－N=N－等吸电子基团时，荧光减弱。荧光光谱与其他吸收光谱比较，灵敏度高几个数量级，且选择性更好，因此荧光光谱更能满足痕量分析的需要。缺点为不是所有物质都会发出荧光，自身能发出荧光的物质及能形成荧光测量体系的物质相对较少，虽通过化学衍生可使部分待测目标物产生荧光，但增加了难度，应用受到限制。绝大多数能产生荧光的物质都具有芳香环或杂环结构，食品中的部分危害因子具有此类结构，能产生荧光，可利用其荧光光谱或荧光猝灭实现定性或定量分析[6]。目前，应用广泛的产品主要有：（1）真菌毒素荧光仪。该仪器结合免疫亲和层析前处理技术，可快速测定粮谷、油料中黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和T－2毒素等十几种毒素，黄曲霉毒素检出限为0.1μg/kg，样品处理及分析时间小于20min。（2）食用菌荧光增白剂检测仪。可用于食用菌或含有荧光增白剂成分作为保鲜剂的食品的快速定性检测。（3）手持式ATP荧光检测仪。该仪器利用ATP（三磷酸腺苷）试剂中组分如荧光素－荧光素酶与细菌等微生物细胞内ATP反应产生荧光，可实现细菌及洁净度指标的快速检测，检测限可达4×10－18molATP。另外，苯并（α）芘等多环芳烃、四环素、莫能霉素、乙氧喹、噻菌灵等都具有荧光结构，均可实现高灵敏度的荧光快速检测[7～10]。

（二）基于近红外光谱的快速检测技术近红外光谱是指物质在近红外区（0.7μm～2.5μm）的吸收光谱，是有机分子中含氢基团（C－H、O－H、N－H）振动的合频和各级倍频的吸收叠加，通过扫描样品的近红外光谱，可得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。利用近红外光谱技术分析样品具有样品无需前处理、快速、高效和低成本，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点，因此该技术越来越受到重视和欢迎[11]。近红外光谱本身得到的信息是有限的，但结合化学计量学建立起的光谱信息与待测样品之间的数学关联模型，则可实现目标成分的定性定量。常用数据处理的方法有主成分分析（PCA）、偏最小二乘（PLS）、模式识别、人工神经网络（BP）、小波变换（WT）等[12]。目前，近红外光谱应用于食品的真伪鉴别、无损检测、食品生产质量安全在线控制及常量分析是成功的，有大量的应用案例可以证明，但对于微量和痕量分析是不合适的。我国自主研发的手持式近红外光谱分析仪、小型近红外光谱分析仪已应用于花生油、豆油、纯牛奶中还原奶等的鉴别。

（三）基于太赫兹辐射的快速检测技术太赫兹（THz）辐射介于远红外与微波区之间，频率范围在0.1THz～10THz（1THz相当于33.3cm－1，4.14meV，波长300μm），对应着物质分子间的弱相互作用，如氢键、范德华力、偶极子的振转跃迁和晶体中晶格的低频振动等。有机分子特别是大多数有机极性分子对THz波段的辐射具有强烈的吸收和色散作用，形成物质的“指纹图谱”，因此可以借助THz光谱对物质内部的结构分子组成进行分析研究[13]。目前，已经在全世界范围内形成了一个THz技术研究高潮，我国也高度重视，投入重金支持太赫兹技术的研究，宽谱太赫兹时域光谱仪、便携式太赫兹时域光谱仪已成功研制，商品化仪器上市指日可待。太赫兹应用于吡虫啉、代森锰锌、乙酰甲胺磷、致病菌、病毒DNA等食品危害因子检测已有多篇报道。

（四）表面增强拉曼光谱检测技术拉曼光谱（RamanSpectroscopy）分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，可直接反映待测物中化学分子键的振动模式信息，进而可以了解分子的构成及构象信息。20世纪60年代随着激光的问世并引入到拉曼光谱仪作为光源之后，很多新的拉曼光谱技术出现并迅速发展，从而应用到许多领域。表面增强拉曼检测具有重现性良好、速度快、灵敏、成本低、仪器轻便、设备操作和前处理简单等优点，因而此技术非常适用于食品安全中微痕量危害因子的现场、快速检测。我国已有关于采用表面增强激光拉曼光谱检测蔬菜中有机磷农药、养殖用水中孔雀石绿、辣椒粉中苏丹红Ⅰ号、味精中硫化钠、乳粉中三聚氰胺、尿样中的β－受体激动剂等农药及违禁添加物的报道。商品化的便携式激光拉曼光谱仪已用于三聚氰胺、孔雀石绿、结晶紫等违禁添加剂的快速检测。

二、基于免疫学的快速检测技术

（一）基于酶联免疫的检测技术免疫分析是利用抗原与抗体的特异性结合特性来实现目标物检测的方法，该方法特异性好，但灵敏度不能满足痕量检测的要求，故发展了标记的免疫分析技术。目前，标记免疫分析技术主要包括酶联免疫（ELISA）、放射免疫、荧光免疫、胶体金免疫层析、化学发光免疫分析。其中酶联免疫吸附分析技术是目前食品安全快速检测的主流技术。此方法诞生于20世纪70年代，具有特异性好、灵敏度高、操作简单，所需仪器设备价格较低等优点，特别适合大量样本的筛查。它是以辣根过氧化物酶等标记物标记抗原或抗体。借助抗原抗体的特异性结合作用和酶对底物的催化显色反应，根据颜色反应的深浅实现对待测目标物的快速检测。由于酶的催化效率高，故可迅速而高倍数地放大反应效果，大大提高了灵敏度。目前，我国有近百种商品化的食品安全ELISA试剂盒，包括呋喃类、氟喹诺酮类、磺胺类、氨基糖苷类、大环内酯类等兽药ELISA试剂盒，β－受体激动剂类、苏丹红、三聚氰胺等违禁添加物ELISA试剂盒，黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等真菌毒素ELISA试剂盒，与之配套的酶标仪也已有多款国产商品化产品，基本能满足兽药、毒素、违禁添加物的快速检测需要。

（二）基于胶体金试纸条的检测技术胶体金试纸条是以胶体金为显色标记物，借助抗原抗体间的特异性免疫结合作用和色谱层析原理建立的一种快速检测方法。胶体金是一种含有特定大小（20nm～100nm）的金颗粒稳定胶体溶液，它是由氯金酸的水溶液在柠檬酸三钠等还原剂的作用下聚合而成，并由于静电作用成为胶体状态。由于胶体金颗粒具有高电子密度，且颗粒聚集达到一定密度时出现肉眼可见的红色斑点，因而可以与带正电的蛋白（抗原或抗体）发生静电吸附，作为免疫层析试验的指示物。当样品溶液在层析条上借助毛细管作用泳动时，待测目标物与层析材料上的抗体发生高特异、高亲和性的免疫反应，形成的抗原抗体复合物被富集或截留在检测带上与胶体金结合，几分钟内便可得到直观的检测结果。此方法与ELISA法相比，省去了繁琐的加样、洗涤等步骤，在层析过程中具有对样品净化的效果，且操作简便、检测时间短、分析结果清楚、易于判断，无需仪器或只需简单仪器，非常适合于食品安全的现场快速检测。目前已有20多种商品化胶体金试纸条，广泛用于莱克多巴胺、盐酸克仑特罗、沙丁胺醇、β－内酰胺酶、三聚氰胺、黄曲霉毒素、喹诺酮类、磺胺类药物等的快速检测。

（三）基于适配体的快速检测技术核酸适配体（aptamer）是利用体外筛选技术———指数富集的配体系统进化技术（SystematicEvolutionofLig-andsbyExponentialEnrichment，SELEX），从核酸文库中得到的DNA或RNA寡核苷酸片段，此片段具有类似抗体的特异性识别能力，但其特异性和结构稳定性要大大高于一般的免疫球蛋白形成的抗体，也被称为“新一代抗体”。SELEX技术的基本原理是在体外构建成一个单链寡核苷酸库，将它与目标物混合，形成靶物质与核酸的复合物，首先洗掉未与目标物结合的核酸，分离出被结合的核酸片段，以此核酸分子为模板，扩增出更多的核酸片段，再进行下一轮的筛选过程，获得与靶物质结合更紧密的核酸片段。通过重复的筛选与扩增，一些与靶物质不结合或与靶物质亲和力较弱的DNA或RNA分子被洗去，而称之为适配体的、有高亲和力的DNA分子或RNA分子从随机库中分离出来，且纯度随SELEX过程的进行而不断提高，筛选出的核酸适配体进一步与待测物发生特异性结合，实现高灵敏度快速检测。目前已有利用核酸适配体技术检测粮油产品中赭曲霉毒素等真菌毒素、食品中青霉素等抗生素的研究报道，但距商品化仍有一段距离。

三、基于电化学的快速检测技术

电化学传感器检测技术是基于指示电极敏感膜表面发生电化学反应，将化学信号转化成电信号，实现目标物快速检测的技术。敏感膜由酶、抗体、细胞、核酸、仿生材料等构成的传感器也称为电化学生物传感器。电化学传感器因具有便携、快速、成本低、高选择性和可进行多目标分析等特点，越来越成为科学家研究的热点。特别是随着纳米材料和抗体制备技术的发展，新型电化学传感器的灵敏度和特异性大大提高。纳米材料电化学传感器多基于碳纳米管、石墨烯等功能材料，有研究报道将纳米技术和电化学技术有机结合，开发了快速检测食品中重金属、β－激动剂、双酚A、细菌总数和大肠杆菌等的传感器。电化学免疫传感器是将免疫学检测技术和电化学技术相结合，将抗原与抗体特异性结合反应转换为电信号并进行测量，具有特异性好、可实时监测、响应快等特点。目前有大量关于此技术应用于食品中致病菌、毒素和农兽药残留检测的研究报道。

四、基于PCR的检测技术

PCR（PolymeraseChainReaction）聚合酶链式反应是利用DNA在高温条件下变性成为单链模板，进一步加入与单链模板两端序列互补的寡核苷酸片断作为引物，低温时引物与单链模板按碱基互补配对，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度，在4种dNTPs底物存在的情况下，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖（5''''－3''''）的方向合成互补链。新合成的DNA双链又可作为扩增的模板，重复上述反应。经过几十次循环，模板DNA序列扩增近百万倍。近年来，PCR已衍生出许多种类，常用的有反转录PCR、实时荧光定量PCR、随机引物PCR等。目前，我国已有PCR仪器的研发和生产能力，配套的核心试剂生产技术也日趋成熟。PCR技术已成为致病微生物定量、转基因食品判定、畜禽产品真伪及掺假鉴别、农产品溯源和品种鉴定的重要手段。

五、基于生物芯片的检测技术

生物芯片是指将抗体、抗原、寡核苷酸、cDNA、genomicDNA、多肽等生物分子固着于硅、玻璃、塑料、凝胶、尼龙膜等固相载体上，形成生物分子点阵列。借助分子杂交或抗原抗体相互作用，可以对目标物进行高通量、高灵敏度、快速筛查。生物芯片技术已从开始的疾病诊断领域逐渐扩展应用于食品安全领域，我国已开发出可同时检测样品中金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、大肠杆菌O157∶H7、单核细胞增生李斯特氏菌、沙门氏菌、乙型溶血性链球菌、副溶血弧菌、空肠弯曲杆菌、板崎肠杆菌等食源性致病微生物和磺胺、氯霉素、恩诺沙星、链霉素等兽药残留检测的高通量生物芯片及其技术平台，但目前检测的食源性致病菌和兽药种类有限，配套仪器和设备成本较高，推广应用受到限制。

六、基于纳米材料的快速检测技术

纳米即10－9m，在此尺度范畴的材料体积小、比表面积大，并具有声、光、电、磁、热性能等优秀的物化性质。纳米材料易制备，可放量生产，与食品安全检测技术结合可满足快速、灵敏、实时现场、低成本检测的需要。将纳米技术和纳米材料应用于检测技术领域是现在及未来发展的重要方向。已商品化的新型纳米材料包括碳纳米管、金纳米粒子、荧光量子点、磁性纳米粒子等。碳纳米管可用于修饰电化学传感器电极；金纳米粒子除了用于制备胶体金试纸条、电化学传感器电极修饰、用于乙酰胆碱酯酶的固定化以检测氨基甲酸酯类农药外，还可利用其良好的光学性质构建光学传感器，用于食品中三聚氰胺等违禁添加物的检测；量子点是II－VI族或III－V族元素组成的直径在1～100nm的半导体纳米颗粒，被激发后可发射荧光，其具有宽激发光谱、窄发射光谱，发射波长与粒径相关，易调控，量子产率高，生物相容性好，是理想的新一代生物荧光标记材料；磁性纳米粒子是纳米级（1～100nm）的磁性材料，以铁及铁系氧化物居多，可包被生物高分子，具良好的磁导向性和生物相融性，可与蛋白质、核酸、生物素等结合。磁性纳米粒子可通过共聚合和表面修饰活性基团，进一步与酶、抗体、分子印迹聚合物、适配体等偶联，并在外加磁场的作用下迅速富集，同时与基底分离。上述纳米材料已广泛应用于农兽药残留、生物毒素、违禁添加物等食品中危害因子的分析，极大地提高了检测灵敏度、操作效率和检测通量，在食品安全检测领域展现出广阔的应用前景。

七、结语

现代光学测试技术篇3

【关键词】化学发光免疫分析技术;基本原理;分类;应用

近10多年来,当代生物技术的研究和应用取得高速发展的同时,也大大推动了化学发光免疫分析方法(CLIA))的更新换代速度。化学发光免疫分析法(CLIA)是建立在放射免疫分析技术(RIA)理论的基础上,以标记发光剂为示踪物信号建立起来的一种非放射标记免疫分析法,具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单、操作方便、分析速度快和容易实现自动化和不污染环境等优点,特别是能在较短的时间内得到实验结果,因此深受检验医学工作者和临床医师的好评。

1化学发光免疫分析的原理

化学发光免疫分析技术的基本原理,化学发光免疫分析含有免疫分析和化学发光分析两个系统[1]。免疫分析系统是将化学发光物质或酶作为标记物,直接标记在抗原或抗体上,经过抗原与抗体反应形成抗原-抗体免疫复合物。化学发光分析系统是在免疫反应结束后,加入氧化剂或酶的发光底物,化学发光物质经氧化剂的氧化后,形成一个处于激发态的中间体,会发射光子释放能量以回到稳定的基态,发光强度可以利用发光信号测量仪器进行检测[2]。根据化学发光标记物与发光强度的关系,可利用标准曲线计算出被测物的含量。

2化学发光免疫分析的分类

化学发光免疫分析根据应用发光体系应用于免疫分析中的方式不同可分为直接标记发光物质的免疫分析,酶催化化学发光免疫分析,电化学发光免疫分析(ECLIA)。直接标记发光物质的免疫分析,目前常见的标记物主要为鲁米诺类和吖啶酯类化学发光剂。

3化学发光免疫分析的临床应用

CLIA已广泛应用于基础和临床医学的各个领域,成为替代RIA的首选技术。Amersham公司针对AmerliteTM发光增强酶免疫分析系统研制出的试剂盒项目有甲状腺功能检测的促甲状腺素、三碘甲腺原氨酸、甲状腺素、甲状腺素结合球蛋白、游离甲状腺素,与性激素有关的有促黄体激素、促卵泡激素、人绒毛膜促性腺激素、甲胎蛋白、雌二醇、睾酮,以及其他方面的如癌胚抗原、铁蛋白、地高辛等。Amersham公司虽然研制出这10余种试剂盒,但因操作不够简便,检测项目仅限于蛋白质类大分子化合物,未能广泛应用于临床医学检测。

美国CibaCorning公司研制的ACS:180自动CLIA系统能非常精确测量闪光。经过不断的改进,实现了ACS:180CLIA系统的全自动化,推出全新产品"ADVIA系列"。现有检测项目47项,更多的项目还在开发之中。主要有甲状腺系统、性腺系统、血液系统、肿瘤标记物、心血管系统、血药浓度及其他一些检测项目。

经过改良后,金刚烷衍生物在碱性磷酸酶作用下可发出高强度的辉光,光信号可持续1～2h。随后国外生产厂家研制出以碱性磷酸酶为标记物的试剂盒,与之相匹配的有DPC的IMMULITE全自动CLIA系统和Beckman的ACCESS全自动微粒子CLIA系统。IMMULITE全自动CLIA系统可检测项目有心脏病、甲状腺功能、性腺激素、传染病、药物、血清学、血液病、成瘾药物、糖尿病、过敏检测和肿瘤标志物。ACCESS全自动微粒子CLIA系统主要可检测甲状腺功能、血液系统、内分泌激素、药物、肿瘤因子、心血管系统和糖尿病等项目。

目前商品化的ECLIA分析系统只有Roche公司的ECLIA全自动分析系统。主要特点是本底信号极微,特异性更高,最小检出值可达1pmol以下,操作十分简便快速,是CLIA优点较为集中的完美分析技术。已提供试剂盒的项目有肿瘤标志物、甲状腺功能、内分泌、传染病、心肌标志物和维生素类等项目。

王阳[3]运用了电化学免疫分析技术,检测了3种肿瘤标志物癌胚抗原(Carcinoem-bryonicAntigen,CEA)、细胞角蛋白l9片段(Cytokeratin19fragments,CYFRA21,1)和神经元特异性烯醇化酶(Neuron-specificenolase,NSE)水平,对肺癌诊断有实际应用价值。张忠英[4]等利用电化学发光免疫分析技术检测尿CK19片段,结果显示尿CK19检测对膀胱癌等泌尿系统肿瘤诊断和复发监测具有敏感性高、无创伤性的优点,优于血清CK19和尿细胞学检查。动态观察尿CK19片段含量的变化可降低急性尿感患者的假阳性率。王利娜[5]等应用ECLIA测定和酶免疫测定(EIA)检测乙肝标志物。结果:应用ECLIA方法检测HBsAg精密度,最大批内变异≤8.30%,最大日间变异≤15.33%,HBsAg灵敏度0.05ng/ml,HBeAg灵敏度0.03NCU/ml。HBsAg检测范围0.01～7000COI。显示ECLIA检测HBsAg灵敏度高,重复性好,检测范围宽。检测HBeAg灵敏度可能更高。李锦洲[6]等采用ECLIA法对卵巢癌、良性卵巢肿瘤及健康妇女血清CA125分别进行测定,ECLIA用于第二代CA125(CA125-Ⅱ)测定,使CA125测定更加敏感恒定,每日之间差异较小。黄琛,汤汉红等[7]在ECLIA法检测与蛋白质芯片法多肿瘤标志物结果差异的研究中显示:两种方法有较好的相关性(P

化学发光免疫分析技术在医学的临床应用已非常成熟,有取代放射免疫分析技术和酶联免疫分析技术而成为诊断市场上的主流产品的趋势。国外的化学发光免疫分析检测系统价格昂贵,普及有一定的困难;国内的化学发光免疫分析检测系统虽然价格较国外产品便宜很多,但其检测的灵敏度和可靠性,还有待进一提高。研究者在如何提高免疫诊断的敏感性和特异性、发展新的分析体系和检测技术便携化等方面仍需要不断努力。

参考文献

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[2]翟艳,王卉.化学发光免疫分析及其进展.长春中医药大学学报,2009,25(4):619-621.

[3]王阳.电化学发光免疫分析技术检测3种肿瘤标志物对肺癌的诊断意义.ChinJLabDiagn,2006,10(3):294-296.

[4]张忠英.电化学发光免疫分析技术检测尿CK19片段的临床应用及其评价.中华检验医学杂志,2005,28(1):50-53.

[5]王利娜,姚智.电化学发光免疫分析技术检测乙肝标志物的应用.天津医科大学学报,2008,14(1):48-50.

[6]李锦洲,洪锡田,吕晓娴.肿瘤标志物CA125检测在卵巢癌诊断中的价值.中国误诊学杂志,2005,5(8):1456-1457.

[7]黄琛,汤汉红,王敏民.蛋白质芯片技术与电化学发光技术检测多肿瘤标志物结果的评价.天津医药,2008,36(12):942-944.

[8]张瑞,贾良勇.电化学发光免疫分析法在HCG定量检测中的应用.延安大学学报(医学科学版),2008,6(3):108-109.

[9]田润华,郑春喜,王士珍.电化学发光免疫分析与临床应用.齐鲁医学杂志,2004,19(5):464-465.

[10]周建光,杨梅.电化学发光免疫分析技术与临床应用.医疗装备,2010,23(5):23-24.

现代光学测试技术篇4

关键词：岩矿分析技术；实物地质资料；二次开发利用

引言

随着现代地质科学研究的不断深入，地球科学的发展已突破定性描述的研究范畴，而越来越重视定量数据的运用。岩矿分析技术成为发展地质勘查事业和地质科学研究的重要技术支撑，是国土资源领域科技发展不可或缺的组成部分，在这种形势下，为了满足现代地质科学研究日益增长的需要［1］，对实验测试工作的要求也日益提高，高精度分析仪器在地质科学研究、矿产资源及地质环境评价等地学领域的应用已相当普遍并日益凸显其重要性。实物地质资料作为一类特殊的以岩芯、岩屑、标本、化石等实物为载体的地质矿产资料具有不可再生性、原始性和唯一性，是纷繁地质现象的缩影，是各类地质工作中积累的资料信息，是观察研究地球的重要基础，是研究和评价地质矿产的重要依据，具有重要的保存与利用价值。充分开发这些资源，可以更深刻地认识地质矿产条件，甚至取得新的重要发现或重大突破，是部署与实施地质矿产勘查和科学研究工作的重要基础［2］。因此，实物地质资料作为地质工作成果的重要组成部分已经愈来愈受到人们的重视。本文以服务于地质找矿新突破为导向，加强实物地质资料服务利用为目标，以满足社会公众对实物地质资料测试需求为宗旨，促进实验测试技术和地质科学的紧密结合，促进实验测试更好地为地质事业发展服务。

1岩矿分析的发展趋势

岩矿分析方法光谱类仪器主要包括原子发射、原子荧光、分子荧光、原子吸收、紫外可见、激光拉曼、红外光谱等，射线类仪器包括X射线荧光、中子活化、X射线衍射、电子探针、γ能谱；质谱类仪器包括热电离质谱、二次离子质谱、电感耦合等离子体质谱、加速器质谱、有机质谱；色谱类仪器包括气相色谱、高效液相色谱、离子色谱；其他类仪器包括电化学分析、电子显微镜等。从整个岩矿分析的发展历史我们可以看出在未来岩矿分析的发展方向和趋势一定是高准确度、高精度、智能化以及自动化的多元素快速分析的技术方法［3］，特别是微区分析已成为岩矿分析的重要发展方向和新热点，高分辨率、自动化、智能化、无污染的“绿色”分析技术将成为未来测试技术发展的重要前提［4］，具体体现在X射线荧光（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP－AES）及电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）等大型多元素分析和微区分析技术已取代了传统的原子吸收、原子荧光等单元素分析技术，电子探针、扫描电镜、X射线衍射、激光拉曼探针和红外光谱等现代实验测试技术为主要手段的物相分析、岩矿鉴定与微小地质体微区原位分析技术也越来越受到关注。地质找矿的重大突破首先依赖于成矿理论的突破，而成矿理论的突破依赖于矿物化学组成、同位素、矿物结构、物性等实验数据作为支撑，特别是准确可靠的矿物微区原位痕量元素和同位素的实验测试数据在基础地质理论和成矿理论研究中发挥着越来越重要的作用。在这种背景下，研究一种能够快速、无损检测、多元素连续测定，准确定量的分析方法已经迫在眉睫。

2分析利用实物地质资料实现找矿突破

在矿产勘查地质工作中，利用钻孔获取岩芯是了解矿产资源分布和估算储量的重要技术手段，矿产的主要特点之一是共生、伴生矿多，由于认识的阶段性和分析测试技术条件的制约，相当一部分矿床研究尚不够充分，伴生、共生有益成分未能完全查明，造成矿山资源损失和浪费，同时也给当前地质找矿提供了一个亟待解决的领域。通过实物地质资料的二次开发，以新的成矿理论为指导，应用新的技术方法，对前期地质勘查形成的实物地质资料进行重新采样分析测试，将实物地质资料信息最大化地应用于地质找矿或科研工作中，是研究基础地质、矿体构造及成矿规律取得新的发现甚至找矿重大突破的有效方式；是一条投资少、见效快、事半功倍的找矿途径，可使“贫”矿变“富”矿或“一”矿变“多”矿，从而提高矿床的经济价值，或使老矿山得到可持续发展［5］。表1为利用实物地质资料岩芯或者副样重新取样测试实现找矿突破的几个实例。

3岩矿分析技术在实物地质资料服务利用中将发挥重大作用

现代光学测试技术篇5

化和远程化的方向发展。本文通过查阅文献,对电梯检验技术发展方向进行了研究。

关键词:电梯检测发展方向

中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：

1引言

电梯是指电力驱动,利用沿刚性导轨运行的箱体或沿固定线路运行的梯级(踏步),进行升降或平行运送人和货物的机电设备,包括载人和载货电梯、自动扶梯和自动人行道等。目前,电梯在我国人民生活生产中起着不可替代的作用。因此确保电梯的安全运行,具有非常重要的意义。电梯的检验是指对电梯的安全运行状况进行检查、检验,排除安全隐患,确保电梯安全运行。

根据2009年《电梯监督检验和定期检验规则》中的相关规定,电梯检验的主要内容包括:垂直升降电梯的检验主要包括技术资料的审查、机房或机器设备区间检验、井道检验、轿厢与对重检验、曳引绳与补偿绳(链)检验、层站层门与轿门检验、底坑检验和功能试验等项目。其检测方法主要是目视检测,同时辅以必要的仪器设备,进行必要的测量、检测和试验。电梯检验技术诞生于1889年,经过近百年的发展,电梯检验技术已经形成了独立的技术门类。特别是20世纪90年代以来,随着电梯技术的快速发展,电梯检验技术也得到了快速的发展。目前电梯检验技术正朝着无损化、非接触化的方向发展。本文通过大量查阅文献,对电梯检验技术发展趋势进行了研究。

2电梯检验技术概述

2.1目视检测

目视检测主要用于电梯外观检查,通过手动各种功能开关的动作试验以及利用游标卡尺、钢直尺、卷尺和塞尺测量并通过计算来检查或试验电梯相关设施和零部件设置的有效性、功能开关的可靠性以及各种安全尺寸的符合性。

2.2电梯导轨的无损检测

无损检测主要用于电梯导轨的无损检测。常用的方法有:线锤法和激光测试法两种。

①线锤法

线锤法一般采用长度约为5m磁力线锤,沿电梯导轨的顶面和侧面进行测量。一般采用的办法是对每5m铅垂线分段连续测量,每面分段数要大于等于3段。检查内容主要是看电梯的每列导轨工作面,每5m铅垂线测量值间的相对最大偏差是否满足规定要求。

②激光测试法

激光测试法,是将激光技术引入到电梯导轨检测中。一般检测过程如下:将装有激光器测距仪的检测装置固定在电梯导轨的一端,将激光接收器安装在导轨的另一端,激发激光器测距仪发光。将激光测距仪测量到距离信号传送到电脑中,计算出导轨的线性度和扭曲度。

2.3电梯曳引钢丝绳的漏磁检测技术

电梯曳引钢丝绳检测的探头采用了永久性磁铁,钢丝绳内穿过磁铁,通过霍尔元件或感应线圈等探伤传感器采集漏磁场的变化信号,检测信号经放大和滤波等处理后由计算机采集和判别,钢丝绳运行的位置由光电编码器编码后输入计算机,计算机对位置编码器发出的脉冲信号计数,通过计算处理后得到钢丝绳当量断丝数和当量磨损量的具体情况和相应的位置。目前,应用于电梯漏磁检测仪器主要有我国生产的MTC、TCK和KST系列,国外有:美国的LMA系列、波兰的MD系列以及俄罗斯的INTROS系列等。

2.4电梯综合性能测试技术

电梯综合性能测试技术是通过一台便携式检测设备进行电梯多种性能的测试。便携式检测设备由多种专用电子传感器组成,进行信号采集,然后采用专业软件进行了分析处理,最终得到电梯安全参数的测试结果。目前常用的检测设备主要有德国检验机构TUV开发的ADIASYSrEM电梯诊断系统。

2.5电梯噪声测试技术

电梯噪声检测主要采用测量声压级的传感器,利用该传感器进行造成测量。具体测试方法如下:当电梯以正常运行速度运行时,将传感器设置在距地面高1.5m。距声源1m处进行测量,测试点不少于3点,取噪声测量值中的最大值。

3电梯检测技术发展趋势

20世纪90年代以来,电梯检测技术得到了长足的发展。无损式检测和非接触式检测是现代电梯的主要检测手段。未来随着电子技术和网络技术的快速发展,电梯检测技术将会朝着绿色化、智能化和远程化方向发展。

3.1绿色化

“绿色低碳”是21世纪发展的主流色调。电梯检测技术也应该朝着绿色化方法发展,低碳环保理念应该是未来电梯发展的总趋势。发展趋势主要有如下:首先要不断改进电梯检测设备的设计,生产环保型低能耗的电梯检测设备,例如:现在有公司推出环保型磁力线锤,应用到电梯导轨的无损检测,即提高了设备的使用寿命,也减少了电厂污染的可能型。同时,对于电梯检

测设备报废后的处理,也应该引起电梯检测设备生产商的重视。

3.2智能化

随着计算机技术和网络技术的快速发展,电梯检测也将会向智能化和集成化的方向发展。电梯检测工作是一个危险的行业,很多检验工作具有一定的危险性。如果利用机器人替代人进行各种检验,首先可以大大提高电梯检测效率,也可以降低检测人工成本。目前,美国和日本都已经开发出电梯检测和救援机器人,我国中科院沈阳自动化研究所也开展了类似的研究工作,但是还没有形成产品。

电梯检测的集成化是指未来的电梯检测将会一个综合指标的形式显示,不再采用现在流行的多指标检测。具体做法是减少相关的电梯检测设备数量,采用单一综合检测设备,对电梯进行一站式检测。

3.3远程检测

电梯困人故障是电梯使用中最主要的安全事故。20世纪80年代初电梯厂商为电梯设计了相关监视系统,但检测系统只限于电梯所在大楼内,且一般由保安负责,一旦电梯困人,还得通知专业人员来解困,这极大的降低了救援效率。为远程监控系统解决了这一问题,远程监控系统集通讯、故障诊断、微处理机为一体,它可以通过市话线传递电梯的运行和故障信息到远程服务中心(即电梯远程监控维修中心),使维修人员知道电梯问题所在并去处理。如轿厢由于发生门故障而被困于某层,远程维修中心根据故障状况判断后,则可允许用遥控方式来打开轿门和层门。

参考文献

[1]特种设备安全监察条例,2009.

[2]电梯监督检验和定期检验规则,2009.

[3]毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京学苑出版社,2008.

现代光学测试技术篇6

1现代战争对航空计量测试发展的启示

包括科索沃战争、伊拉克战争、阿富汗战争、利比亚战争等当代的一系列战争，给人们的提示是:战争距离我们并不遥远，随时都有可能发生;欺软怕硬与恃强凌弱在国际社会中屡见不鲜;没有强大的国防实力，国家和领土完整便没有丝毫保障。它对我国航空计量的启示也是多方面的。

首先，人们看到现代战争所具有的一些主要特点是:①更为广泛地使用空间系统，空间系统和空间作战是空中力量的制空权、远程精确打击、全球机动、灵活的战斗支援和制信息权的重要保障。②更加看中包括空中侦察、目标选定及分配、战场监督与控制和精确打击四个方面的精确打击体系。③飞机与导弹协同作战，飞机是主力，而导弹是尖刀，二者缺一不可。④电子摧毁与火力摧毁密切结合，火力摧毁是目的，电子摧毁是不可缺少的技术保障。

可以看出，配备高新技术的航空武器装备，是西方世界控制、发动、并主导现代战争的关键。而高新技术从诞生到成功运用到航空装备中是有其客观规律的，一般经过:①发现高新技术;②高新技术用于航空问题的现实性和可行性研究;③实现产品方案设计;④型号设计等四个阶段。

航空计量也应遵循和适应这一发展规律，先行一步。在“发现高新技术”的同时，即开展其特性、性能指标的计量测试研究;在其“用于航空问题的现实性和可行性研究”中，提供技术基础依据;在其“用于航空工程的产品方案设计”时提供定量技术数据;而在“航空产品设计”时，提供可测性、可维护性、可计量性计量保障方案，并在形成产品的同时，将其纳入航空计量测试体系，有效溯源。不能在产品需要确定性能指标时，才想到计量测试问题，一方面使得计量测试失去了改进和控制产品质量的意义，另一方面也由于没有按照可测性、易维护性和可计量性设计原则设计，许多性能指标的计量保障无法实现。无法真正全面将其纳入航空计量体系，也限制、制约了高新技术在航空装备中的发展及应用效果，更不利于产品更新换代和性能指标的提高。没有计量测试，无法确定指标，更何言提高?

另外，计量测试是人们认识世界和改造世界的技术基础性科学，是认识世界的基础性研究和改造世界的应用性研究相结合的产物。在基础研究方面，可以将专业、参数划分较细;而在应用研究方面，尤其在最前沿的高新技术应用系统的计量测试领域，往往需要跨专业、跨学科的综合技术与复合技术，同时也会产生一些新兴学科和边缘学科。不应将计量测试专业分得过细、过死和过于分散。航空计量应有认识世界的基础性研究，但更多是偏重于改造世界的应用性研究方面，亦应打破传统的专业和学科限制，如隐身性能测试，可能涉及的专业和行业要依所选用的隐身技术(电磁隐身、红外隐身、声隐身、光隐身、等离子体隐身等)的不同而不同，不宜简单纳入电子学计量或光学计量等测试领域或专业。凡是航空计量所需要的技术和业务，均需发展，不宜简单地按常规学科(如几何量、电学量、力学量等)划定，同时应兼顾本项技术及相关技术的互补性、互相促进性以及可持续发展性，不宜就事论是，头疼医头、脚疼医脚，不对长远、总体的发展进行规划和研究。

2军事革命对航空计量发展的影响

从现代战争可以看出，这种与以往战争特点不尽相同的战争模式，预示着具备现代战争特点的军事革命时代业已来临，其特点主要是:敌对双方的对抗，是没有明确的前后方的，包括空间、地面、水下、信息、指挥、控制、通信、情报、技术、人力、财力、物力、心理等所有资源的全方位对抗。这种军事革命概念下的现代化战争，完全是以“己方占有各种资源及优势地位，剥夺、破坏或摧毁敌方的资源和占有资源的一切基础”为目的的一种争夺。在这里，高新技术以及高新技术武器具有决定性的作用。尤其突出的是具有高新技术的航空武器装备，由于兼有隐身性、远程性、突防性、快速机动性而举足轻重，在实施电子干扰、电子侦察和电子防御的电子战中，在C3I(指挥、控制、通信、情报)对抗和战场侦察的应用中尤其突出。在现代战争中直接使用的航空高新技术有:①隐身轰炸机;②联合直接攻击武器;③GPS辅助制导炸弹;④GPS辅助瞄准装置;⑤三军通用隐身战斗机;⑥红外截获和指示系统。高技术武器有:①卫星系统和侦察机(照相侦察卫星;雷达成像卫星;光学成像侦察卫星。气象卫星;全球定位系统(GPS)卫星;通信卫星;U－2侦察机;无人机)。②具有隐身性、远程性、突防性、机动性特点的先进作战飞机，电子干扰机，预警机，攻击直升机。③联合直接攻击弹药，集束炸弹，巡航导弹等制导弹药。所有这些高新技术及航空高新技术武器装备均应纳入航空计量保障体系，其设计、研制、改进和发展均需要跨行业与跨专业的计量测试保障，包含电子学、电磁学、光学、红外、几何量、力学量、声学量、热学量、材料性能、隐身性能、制导性能、电子战性能等的总体特性计量评价、综合特性计量评价、精确计量评价、以及动态特性计量评价技术方面的需求已经突出显现，并日趋迫切。为航空计量测试展现了众多全新的领域与空间，将大大影响和左右以往业已形成的、以专业及参数细化为特征的计量发展体系与发展模式，形成新的体系、机制和具有众多新特点的研究方向与课题。

3知识经济时代对航空计量发展的推动

我们所处的时代被称为知识经济时代和正向知识经济方向发展的时代，其主要特征体现在推动和左右经济飞速发展的是众多科学技术知识含量极高的高新技术及其产品和服务。它们在几乎各个方面改变着人类生存、生产、生活质量和环境空间，极大地提高了各种效率，拓展了人们的视野，为人类自身认识自然和改造自然在提供着不断强化、高效的技术支持和技术手段。新技术、新产品、新发明、新观念不断涌现，不断有曾被认为不可能的或极为复杂的事情被变得轻而易举。这其中，科技创新是知识经济时代不死的灵魂，具有不断创新能力与创新精神的人才是本时代的主宰和精华。知识经济时代的这种现状与发展趋势，无疑每时每刻推动着航空计量的发展与进步，并且不断给航空计量与发展提出了更高和更新的要求，其中，最首要的就是航空计量技术的发展和创新，吸引、培养与造就具有创新能力和创新精神的计量测试人才队伍，将是航空计量测试技术水平适应知识经济时代需求与发展，立足于21世纪世界计量测试技术领域之林的根本保证与必要条件。

4航空计量测试

航空计量测试技术是保障航空产品性能、质量、可靠性、安全性及经济性的基本手段和最后手段，贯穿于型号设计、研制、生产、使用及维护的全过程，是保障先进战斗飞机实现空中优势的必要条件，是牵动全局发展的共用技术，不是可有可无的。这一观点和理念已经逐渐被人所认知，并趋于达成共识，但在我国的实际执行中尚不尽如人意，离满足实际需求差距尚远。

5航空产品研制和生产对计量测试的需求分析

新世纪以来，世界上出现了较多的高新技术及武器系统，诸如“无远不达、威及全球”的航空武器系统，“完备防御、精确攻击”的空间武器系统，反卫星武器系统，导弹防御系统，激光武器系统，电磁武器系统。纳米技术，星际导航、GPS卫星空间四维定位系统，精确制导的灵巧导弹与灵巧炸弹，激光制导、红外制导、电视制导、雷达制导、GPS制导、惯性制导、组合制导的智能精确打击武器，电磁隐身、红外隐身、声隐身、光隐身、等离子体隐身等隐身及反隐身技术，防区外精确攻击技术、发射后不管导弹技术，远程精确打击技术、硬目标侵彻技术、空对地多目标攻击技术，新型材料技术等，都对计量测试提出了更高的要求。电子对抗技术、超视距技术、合成孔径雷达技术、远程雷达技术、预警技术，数字式卫星通讯技术、蜂窝电话技术等导致了无线电工程、国防电子设备等新领域和新技术的计量需求。在通用技术领域，总线技术、仿真技术、虚拟环境技术、战争模拟技术等为计量测试技术开拓了与以往截然不同的全新领域。精确计量评价技术、动态校准技术的发展及溯源对计量测试技术提出了新的需求。

在21世纪，敏感元件及传感器技术将进一步对温度、压力、流量、负荷、加速度、角速度、线速度、位移、转速、振动、冲击、红外、激光、光敏、超声波、化学、生物、气体、味觉、视觉、触觉、光电、电磁、辐射、湿度等各类传感器提出新的要求，它们将继续向微型化、精确化、智能化等诸方面发展。伴随着光纤传感为特征的武器装备健康监测与管理技术、飞秒激光技术等的兴起，以及随之而来的其动态特性计量校准、量程拓展、环境延伸等一系列的计量需求将继续加剧，并且它们一直是各个国家各类型号武器装备系统中不可缺少的重要组成部分。

21世纪的航空设备测试系统将继续向着集成化、复合化、模块化、智能化、自动化方向发展，由此牵动着计量测试技术向服务现场方向发展，进而继续推动在线校准技术、自动化校准技术、最优化测量校准技术、综合校准技术、多参数校准技术、动态校准技术以及模型化测量校准技术的发展。

当前世界范围内，各个国家的各种新型飞机、发动机、直升机、无人机、地效飞行器等等航空器将陆续投入生产和研制，由此将强力牵动和计量校准技术密切相关的型号测试技术发展需求。测试技术包含的范围很广，包括各种计量法规中有明确规定的检定、校准技术和未明确规定，但可溯源的测量技术，以及目前尚无法进行量值溯源和传递的特殊测量技术。计量和校准技术实际上只是具备溯源能力，且具有法定依据的部分测试技术，各种型号武器装备和现役装备所需的大量计量保障尚无法定计量规定，因此，以测试能力的提高为目标、以完备计量保障服务为目的的测试技术研究是航空计量测试的一个重要发展方向。

近年以来，以隐身、电子战、远程、突发性、多目标远距离精确打击和夺取制空权等为重要特征的第4代飞机和第4代航空武器系统在世界上陆续出现。与此同时，具备远程有效运载工具的核武器、生物武器、化学武器、病毒武器、信息武器等大规模摧毁性武器仍将是国家间主要的战略威慑力量。这期间，航空武器装备将加强精确制导技术研究和空对地多目标攻击武器技术研究，着重发展以雷达、红外、电视等制导的三军通用精确制导弹药，中近程高性能、全天候精确打击武器和低成本精确打击武器，加强电子对抗系统技术的研制，加强计算机对抗手段的研究，研制高分辨力、全天候合成孔径雷达系统，低截获率雷达及相关技术，建立攻守兼备的航空装备体系，发展电子战飞机、预警机，建立远程精确打击能力，发展远程巡航导弹，形成威慑力量。这里，机载航空武器是空中力量攻与防的关键所在。所有这些，均应纳入航空计量体系中来，变成航空计量的研究课题与方向。

21世纪，应积极开展尚未投入实用的一些新概念武器技术的计量测试研究，如主要包含定向能武器和动能武器两大类的高能武器。

动能武器主要包括使用超高速射弹的动能杀伤目标的电磁轨道炮、电磁感应炮、电热炮、电化学炮等;定向能武器主要指激光武器、高功率微波武器、粒子束武器等，属于光速武器。激光武器可使人眼致盲和光电设备致盲;电磁脉冲武器可摧毁导弹、雷达、通信系统、电子设备;次声波武器可影响人员大脑神经系统;高功率微波武器是一种多功能、射频、光速武器，是一种较好的反隐身武器，可进行远程干扰、近程杀伤。

作为非致命技术的非杀伤武器系统技术还有:次声波武器技术、粘胶、光滑剂、超级腐蚀剂、计算机病毒等，绝大多数都属于航空武器技术装备，都应该纳入航空计量测试体系。应积极开展这些新概念武器技术的计量测试研究，寻求将其纳入计量测试体系的途径，储备有潜力的成熟技术，为航空军工服务和提供支持。

另外，各国将陆续开始研究可突破弹道导弹防御系统的远程武器系统，包括多弹头技术、生物弹头技术、地效巡航导弹技术、电子对抗弹头技术、隐身弹头技术、弹头防御技术。同时将加强战斗机防撞地系统和技术的研究与开发。

一个新型航空产品的出现，往往需要众多厂商参加研制，并为新型号研制直接提供配套产品、零部件加工。而这些产品的性能参数，技术数据大部分是由专用测试设备提供的。这些专用测试设备主要包括:各种专用测试仪、试验台、各种专用试验器、专用校验仪器、专用测试车等等。这些专用测试设备成为保证航空产品质量的重要手段，是直接取得航空产品技、战术指标参数，判断性能是否合格的关键测试设备。然而，由于缺少相应的测量标准，这些设备大部分未进行校准，也就无法进行量值溯源。另外，这些专用测试设备种类繁多，具有多参数，多功能的综合测量能力，同时具有特殊的使用方法和对环境条件的特殊要求，因此，必须研制专用测量标准，编制相应的校准规范，使航空专用测试设备纳入校准、溯源的轨道。

电磁学量，主要是电学量，在航空产品及型号中的应用非常广泛，在航空产品的研制、生产、维护和使用中，电学量一直居于任何其它物理量所无法替代的地位。作为能源的电量，为各种电气、电子、电学系统提供动力。而作为信号载体的电量，在航空电子系统、航空通用地面检测系统、航空专用地面检测系统、机载飞行控制系统、电操纵系统及火控系统、实验室用基础测量系统、现场测试系统、以及各种非电量电测系统、各种物理过程的仿真模拟系统中，均获得了广泛应用。电磁学计量在这些方面的应用，对于保障航空产品和型号的性能、质量、安全性、可靠性以及经济效益等，具有举足轻重的作用。

在飞机的研制厂家广泛使用的飞机地面试验系统，就是例证。飞机地面试验系统范围很广，主要有十大试验台:①飞行品质模拟试验台;②飞行控制系统试验台;③电网模拟试验台;④燃油系统模拟试验台;⑤液压系统模拟试验台;⑥环控系统模拟试验台;⑦座舱盖模拟试验台;⑧航空电子综合模拟试验台;⑨进气道调节系统模拟试验台;⑩座舱照明模拟试验台。除了上述十大试验系统外，还有很多，如发动机试车台、试验台，飞机全静力及疲劳试验系统、各类风洞等均属此类，无法一一例举。贯穿于大多数试验台的核心手段就是以模拟电压为输入，以模数转换为特征的通用电学量线性测量系统、各种电学量信号源系统及传输系统。因此，这些电学量线性测量系统、各种电学量信号源系统及传输系统的计量校准在飞机、发动机等产品的各项性能、指标的保障方面是至关重要的。例如:它所确定的飞机强度对于安全性要求是必不可少的，而飞机和发动机的寿命通过这些试验系统确定，所获得的不仅是安全性上的保障，还包含经济效益上的考虑。

广泛用机使用中机载设备现场维护的地面检测车是另一个比较典型的例证。地面检测车多用于机载无线电设备、军械、航空设备、飞机、发动机等的使用中现场(机场)维护检测。通过它们:①对飞机动力装置及相关系统的技术状态进行检测;②对原位故障检测;③修理维护后检测。可分为通用和专用，包括自动检测车和非自动检测车。非自动检测车多是将一些机载设备的校验器装于车上组成，与实验室校验区别不大。而自动检测车则不同，它们需要:①提供操作程序和指令;②形成激励信号;③接收检测信号;④处理、分析、判定信号并显示输出检测结果。

地面检测车在结构上大量采用总线型结构、具有通用接口的功能化模块或设备集成，诸如IEEE488总线设备、VME总线模块、VXI总线模块、PXI总线模块、LXI总线模块，有分布式、集中式、主从式等类型和种类。

通用自动检测车一般需要提供和测量直流电信号、脉冲信号、低频正弦信号、一次性指令信号、时间间隔信号等，包含A/D变换器、D/A变换器、逻辑开关阵，以存储、匹配、A/D、D/A为基本单元而存在的虚拟仪器系统。

将通用自动检测车纳入计量体系，是保障和提高航空武器型号技术和作战性能的必须，这方面需要开展的计量工作很多，A/D变换器、数字存储示波器、D/A变换器、任意波发生器、虚拟仪器系统、各类总线模块及集成系统的校准，现场校准、原位校准、自动化校准和系统校准需求必不可少。

专用自动检测车主要有:①无线电设备自动检测车;②飞机、发动机及航空设备自动检测车;③军械设备自动检测车。

飞机、发动机及航空设备自动检测车主要检测内容有:发动机综合调节器;矢量推力系统;交直流电源系统;进气道自动调节系统;空气调节系统;防火信号系统;燃油系统等。

这些专用自动检测车的数值参数均需纳入计量体系，否则，谁都无法保证其量值的准确可靠。

包含陀螺、惯导、组合导航、自动驾驶仪、飞行控制系统、火控系统、综合信息显示系统、仪表着陆系统、大气数据系统、电源系统、电气系统、电子对抗系统等系统及其校验器在内的航空自动化综合系统，多数属于航空电学和航空仪表计量测试领域，事关飞机总体性能和安全性等，急需纳入航空计量测试体系。

由机上面空间狭小，用电设备众多，线性负载、非线性负载共存，功率强弱不一，频段范围参差不齐、无法真正接“地”，使得机上电磁环境比较恶劣，电源品质也随着用电设备的增多而变得恶劣了，失真、噪声增大，尖峰、浪涌等传导干扰和辐射干扰问题比较严重，往往造成航空电子设备的工作不正常或性能降低，尤其对于可能的无线电罗盘、信标接收机、VOR、惯性自主导航、自动驾驶仪等设备的偏航影响不容忽视，对于方向接收机、下滑接收机等仪表着陆系统、微波着陆系统一类盲目着陆系统的影响更容易造成安全隐患。因此，其计量测试保障必不可少。

各类总线集成测量系统的综合校准研究———VXI，PXI，LXI等各种总线集成系统是航空和国防专用测试系统的发展方向之一。目前，在航空、航天、电子、兵器等行业，获得了越来越多的应用，以航空为例，如雷达测试系统、自动驾驶仪测试系统、组合导航测试系统、着陆设备测试系统、飞控测试系统、飞机地面测试车等所需测量参数多且杂的专用测量系统，越来越倾向于用总线集成系统来组建，其中原因，主要是由于该类系统极为复杂，品类多、参数多，开发研制周期很长，成本高昂，量值溯源问题很难解决，且技术更新服务无法保证。而采用总线集成结构以后，每个模块组件实际上是一些通用信号源或测量装置，很容易分别进行量值溯源和计量保障，可以采用许多现有成品部件组合，很容易完成较复杂的任务，同时开发研制周期极短、成本低廉。因此，关于总线集成系统的计量校准问题便提到议事日程上来，由于集成系统的参数多且杂，使其计量校准变成了一个急需解决但又极为复杂的难题。总体说来，总线集成技术属于现有成熟技术的标准化、模块化、集成化、组合化与网络化，外加上严格的环境和兼容性要求，体现的是总体大于部分之和、以及量变到质变的总体优化效果，从模块的通用性、互换性中寻求低成本和高效益，最后获得系统的可靠性和专用性。就每个模块本身来说，与非总线集成设备相比，并无本质不同，从计量技术来说，也是如此。因此，开展总线集成系统综合校准本身的内容，有很大一部分属于各模块(如数字电压表、信号源、数据采集系统、数字示波器等等)自身性能的计量评价，航空计量系统本身就具有这些设备的性能计量能力，对于这部分需求来说，仅需要掌握总线集成应用技术即可以满足需求，如VXI总线数据采集系统校准、PXI总线数字电压表校准、VXI总线数字存储示波器校准、PXI总线动态信号分析仪校准、LXI总线计数器、频率计校准、VXI总线射频信号源校准、VXI总线频谱分析仪校准等。另一部分内容是总线兼容性测试装置研制，包括①各类总线主机箱冷却规范测试系统;②各类总线模块冷却规范测试系统;③各类总线电源规范测试系统;④各类总线模块电磁兼容规范测试系统。其关键技术是总线兼容性校准技术和环境技术。

时至今日，航空电子设备业已成为现代化飞机中不可缺少的装备系统，包括用于通讯的短波电台、超短波电台、应急救生电台、机内通话器和应答机等，用于组合导航的无线电罗盘、VOR、GPS、航向接收机、下划接收机、信标接收机、微波着陆系统、无线电高度表等，用于作战的机载雷达系统、遥控遥测系统，具有电子干扰、电子侦察、电子防御能力的电子对抗系统(雷达干扰机、电子告警机等)、敌我识别系统、多目标跟踪、处理系统等。航空无线电电子学计量测试在上述领域中的实施，对于上述各种航空电子设备的技、战术指标的评价与保障，无疑是不可缺少的。其技术参数涉及微波、电子、红外、激光、电磁、材料、隐身、预警等诸方面。没有航空无线电电子学计量手段，人们将无法保证上述航空电子设备的性能指标是否符合要求。

尤其需要特别指出的是，机载设备的电磁兼容性评价测试，是航空无线电电子学计量的必要手段和前提。许多飞机都对机载设备的电磁兼容性评价甚至飞机全机电磁兼容性评价提出了明确的要求。军用飞机由于配备电子战装备，具备电子战能力，因而这一要求尤为迫切和突出。这主要是飞机舱内空间狭小，用电设备众多，且功率强弱不等，相差悬殊，频段覆盖范围广，而飞机在空中飞行，是一个无法“接地”的独立飞行体，全金属外壳，易导致不同用电设备的辐射电磁波在舱内多次反射形成驻波等较强干扰，电磁环境尤为恶劣。很容易降低机载设备的技、战术指标，或使其无法正常工作。解决这一问题的手段之一就是开展和完善机载设备的电磁兼容性评价测试，规范和统一机载设备的电磁兼容要求，保障飞机作战性能。机载雷达系统对于军用飞机来说，是一个非常重要的航空电子装备，可以说是飞机的眼睛，其发射功率，搜索范围、距离，以及多目标跟踪能力，在某种程度上，决定了飞机的战斗力和生存能力。只有对机载雷达的这些主要作战性能和指标进行全面计量测试，才能获得有保障的性能指标，也才能将那些不符合要求的设备淘汰掉，而不是只听生产厂家怎样说。军用飞机对机载雷达系统的计量评价要求较民用飞机来说，更为强烈，其主要原因不仅是其所用雷达性能的明显提高，而是由于具有电子战能力的作战飞机必然面临敌方雷达干扰机的电子对抗手段，在这种情况下是否还能保证技、战术性能是需要计量测试手段评价的。电子对抗设备，是一种近年来新兴的机载作战装备，也还没有纳入航空计量测试体系。电子对抗主要包括:射频对抗(涉及通信、导航、雷达和制导);光电对抗(涉及红外、激光、电视);声学对抗(主要指水下声纳);空间对抗(涉及太空对抗、卫星对抗、信息对抗)。可分为积极对抗和消极对抗、压制性对抗和欺骗性对抗;可使用连续波干扰、脉冲干扰、噪声干扰;引导式干扰和应答式干扰;产生轻度、中度、严重干扰。一般具有两类设备:雷达干扰机和电子告警机。

雷达干扰机技术要求:宽频带;大功率;快速信号处理能力;圆极化和多种极化模式;全频段、全空域;同时准确获取敌方雷达多种参数;综合使用多种对抗技术对抗多种雷达;对新体制雷达有快速反应能力。电子告警机技术要求:探测敌方雷达辐射情况并报警;实时探测对我辐射的雷达并定向;确定辐射雷达型号及工作状态;通过辐射功率判定雷达距离;多目标辐射中选取最危险者，报警。它有:工作频率范围、信号接收方式(脉冲、连续、准连续)、接收机灵敏度、警戒范围等指标。

电子对抗设备的应用特点是，若想较好地完成电子对抗任务，必须要有足够精确的性能指标，这些性能指标多是无线电参数指标，这就为航空无线电电子学计量提出了新兴的课题。这一领域的计量测试技术的发展和完善，将直接影响和左右电子对抗设备的效果和性能。实际上，航空电子设备的计量需求是要求能够对其进行完全独立自主的全面计量评价，以判定其性能指标及其试验器的性能指标是否符合要求，并有效溯源。其根本原因和最终目的，当然是保障飞机总体性能，而不是计量本身。在航空领域里，GPS系统用于实时给出飞行器的三维空间和一维时间的四维定位，以便实现其全球导航定位和武器的精确制导。新型飞机以及廉价远程精确打击武器均要用到GPS制导。这里面，极为迫切的计量需求是包括GPS导航卫星系统及GPS导航接收机的时间频率量在内的性能指标的计量评价。

6航空计量测试需求与计量保障现状差距分析

航空计量的现状与实际需求的差距是相当明显的体系性的差距，在我国，应当加强全行业对计量测试的理解和重视;在全行业范围内对其进行总体规划，加大投入和支持，强化计量观念。实践证明，计量测试技术是保障先进战斗机实现空中优势的必要条件，是牵动全局发展的共用技术，计量测试技术贯穿于航空装备型号设计、研制、生产、使用以及维护的全过程，是保障型号性能、质量、安全性、可靠性及经济效益的基本手段和最后手段，不是可有可无的。其中，通用计量测试技术一直是对各种航空武器平台的最终测试手段，这在国外已是一个公开的秘密。而目前我国航空电子设备计量的现状，仅是使用原生产厂家提供的“试验器”在产品装机前对其进行部分性能和指标的“校验”，未能抛弃原生产厂家的试验器，对航空电子设备进行完全独立自主的全面计量测试，也未能对各生产厂家的试验器进行计量评价，只能“承认”各生产厂家产品指标及测试方法的“正确性”与“合理性”。若问为什么，则通常的答案是“外国某公司就是这样干的!我们也这样，肯定没错”!

另外，部分单位对计量测试认识不足，造成了现状与需求的根本差距。以飞机地面试验系统中的各类试验台的校准为例，他们通常认为:“本系统已足够完善，不必做任何改动和校准了，再计量纯属多余，无什么大用，从来没有一个飞机故障是由于计量造成的”。“本试验台中的测量是次要的，居从属地位的;而控制则是主要的，居主导地位的”。“这是一个应用研究室，不是计量室，基本上无须多少计量”。

在我国，并不是每一个人都对飞机系统地面测试系统存在的价值和意义有一个清醒的认识。人们是为了评价飞机及其机载设备的性能和质量才建立起了这许多大大小小的试验台，在这里，永远居于第一位的是试验台所出具的数据，它的全面、可靠和高效是人们最初也是最终目标。是试验台为了数据服务而存在，不是倒过来，为了评价试验台才去计量和校准它。一些部门和单位缺乏这方面的思想和意识，他们往往对于试验台本身奉若神明，而对其数据的校准则不屑一顾，认为没必要、不需要、纯系多余、自找麻烦。因而，这一系列试验台用于仿制飞机可以说是基本满足要求，具备了一些手段，用来研制飞机，进行开创性试验项目，设计研制世界第一流飞机，并将其性能全面准确地测试评价出来，差距尚非常大。当然，不断改善和完善这些试验台，阻力也是很大的。

另外，航空产品设计部门及管理部门，应该将计量测试提高到事关产品质量、经济效益与性能指标的保障层次上来认识与规划，应加强管理与投入。实际上，任何定量的性能指标，不进行测量是不会获得的，现代飞机等航空产品的质量与性能控制，是一个庞大的系统工程，不进行反复的测量和实验，难以进行改进和更新，以便获得最优质量和性能。

不重视航空计量测试，体现在飞机地面测试系统的设计和制造中，就是没有遵循可测性设计原则，无法进行现场原位计量测试。体现在规划上，就是将行业计量混同于常规计量，没有在专业上进行规划，在资金上进行支持，以为依赖国内某些部门的常规计量测试体系或其他行业的计量体系就可以完全满足要求了。

所以，若想在飞机等航空产品的性能、质量、安全性、可靠性及经济效益上获得突破，赶超世界先进水平，必须建立和完善航空计量测试体系。除此以外，航空计量应在两个主要方向上进行专业技术研究:航空通用测试技术研究;航空专用测试技术研究。

在技术特点上可分为两个方面进行研究: