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数字式相位差测量仪

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数字式相位差测量仪相关的资讯

  • Photonic Lattice发布online双折射测量仪WPA-KAMAKIRI新品
    主要简介:Photron集团公司是日本大型相机,视频,软件控制供应商,其旗下的高速/超高速摄像机业务应用非常广泛,欧屹科技代理的是其旗下KAMAKIRI品牌的双折射/残余应力测量设备,其高速相机CCD芯片与Photonic Lattice公司的偏光阵列片完美结合,研制在线双折射/残余应力测量仪,世界上仅有KAMAKIRI可以提供,广泛应用于光学薄膜,PVA,PC,COP和TAC等领域。 主要特点:可用来评估高相位差产品,PET薄膜和树脂成品三波长测定双折射范围可达3000nm可选配高相位差配件,满足10000nm的超过相位差测定需求应用领域:相位差薄膜(TAC/PC/PMMA/COC)保护薄膜(PET/PEN/PS/PI)树脂成型玻璃主要参数:项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】,轴方向【°】2测量波长523nm、543nm、575nm3双折射测量范围0-3000nm4主轴方位范围0-180°5测量重复精度1nm6测量尺寸97×77mm ~ 2900×2310mm7定制选项光学配件,可测量超过10000nm的高相位差创新点:可用来评估高相位差产品,PET薄膜和树脂成品三波长测定双折射范围可达3000nm可选配高相位差配件,满足10000nm的超过相位差测定需求online双折射测量仪WPA-KAMAKIRI
  • Photonic Lattice发布应力双折射测量仪新品
    在PA系类设备的基础上,加装晶圆专用的装置,可以高效精确的测量SIC和蓝宝石这类光学性能特殊的产品的双折射和残余应力的信息。 应力双折射测量仪主要特点:操作简单,测量速度可以快到3秒。视野范围内可一次测量,测量范围广。更直观的全面读取数据,无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射测量仪应用领域: SIC 蓝宝石应力双折射测量仪技术参数: 项次 项目 具体参数1 输出项目 相位差【nm】,轴方向【°】,相位差与应力换算(选配)【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm(西格玛)6视野尺寸40x48mm到240x320mm(标准)7选配镜头视野不适用8选配功能 实时解析软件,镜片解析软件,数据处理软件,实现外部控制创新点:测量速度可以快到3秒。更直观的全面读取数据,无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射测量仪
  • Photonic Lattice发布PHL残余应力测量仪新品
    主要简介: WPA系列可测量相位差高达3500nm,适合PC等高分子材料,是Photonic lattic公司以其光子晶体制造技术开发的产品,独特的测量技术,高速而又精确的测量能力使其成为不可多得的光学测量产品。 该产品在测量过程中可以对视野范围内样品一次测量,全面掌握应力分布。可测数千nm高相位差分布的机器,最适合用来测量光学薄膜或透明树脂。量化测量结果,二维图表可以更直观的读取数据。 主要特点:操作简单,测量速度可以快到3秒。采用CCD Camera,视野范围内可一次测量,测量范围广。测量数据是二维分布图像,可以更直观的读取数据。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。可测样品尺寸更大。主要应用: 光学零件(镜片、薄膜、导光板) 透明成型品(车载透明零件、食用品容器) 透明树脂材料(PET PVA COP ACRYL PC PMMA APEL COC) 透明基板(玻璃、石英、蓝宝石、单结晶钻石) 有机材料(球晶、FishEve) 技术参数:项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】,轴方向【°】,相位差与应力换算(选配)【MPa】2测量波长520nm、543nm、575nm3双折射测量范围0-3500nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm(西格玛)6视野尺寸33x40mm-240×320mm(标准)7选配镜头视野3×4-12.9×17.2mm8选配功能实时解析软件,镜片解析软件,数据处理软件,实现外部控制测量案例: 创新点:操作简单,测量速度可以快到3秒。采用CCD Camera,视野范围内可一次测量,测量范围广。测量数据是二维分布图像,可以更直观的读取数据。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。可测样品尺寸更大。PHL残余应力测量仪
  • Photonic Lattice发布PA系列双折射测量仪新品
    PA系列是日本Photonic lattice公司倾力打造的双折射/应力测量仪,PA系列测量双折射测量范围达0-130nm,可以测量的样品范围从几个毫米到近500毫米。PA系列双折射测量仪以其技术的光子晶体偏光阵列片,独有的双折射算法设计制造,得到每片样品仅需几秒钟的测量能力,使其成为业内,特别是工业界双折射测量/应力测量的选择。 PA-300 主要特点:操作简单,测量速度可以快到3秒。视野范围内可一次测量,测量范围广。更直观的全面读取数据,无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。 应用领域:光学镜片智能手机玻璃基板碳化硅,蓝宝石等 技术参数:项次项目 具体参数1输出项目相位差【nm】,轴方向【°】,相位差与应力换算(选配)【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm(西格玛)6视野尺寸27x36mm到99x132mm(标准)7选配镜头视野低至7x8.4(扩束镜头)8选配功能实时解析软件,镜片解析软件,数据处理软件,实现外部控制 测量案例:创新点:操作简单,测量速度可以快到3秒。视野范围内可一次测量,测量范围广。更直观的全面读取数据,无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单,不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。PA系列双折射测量仪
  • Photonic Lattice发布Photonic Lattice双折射测量仪超大幅新品
    主要简介: 汽车车窗玻璃幅面很大,一般桌面式测量双折射/残余应力测量仪无法测量,扫描测量由非常慢,无法满足实际使用,因此Photonic Lattece研制出超大幅面的WPA双折射测量仪,会根据客户样品定制大型圆偏振光光源系统,实现大幅面样品的高速测量。设备在日本的汽车厂商得到广泛应用。主要特点: 解决汽车车窗玻璃等大幅面产品的双折射/残余应力测量。测量速度快,可满足玻璃工厂研发或质量控制测量。采用523nm,543nm,575nm三种波长,相位差测量范围高达3000nm。采用广角偏振面阵传感器,一次得到测量结果。专用操作软件,功能强大,操作简单,便于做分析比较和品质判断。 主要参数:测量案例:创新点:解决汽车车窗玻璃等大幅面产品的双折射/残余应力测量。测量速度快,可满足玻璃工厂研发或质量控制测量。Photonic Lattice双折射测量仪超大幅
  • 【应用指南】锁相环在相位检测中的应用
    使用Moku锁相放大器和相位表进行开环和闭环相位检测的选择指南高精确度及高灵敏度相位检测在众多测试测量场景都至关重要。例如,测量电流和电压之间的相移可以显示设备或元件的复阻抗。可以通过光学干涉仪的控制臂和测量臂之间的相移来测量极小的位移。Liquid Instruments的Moku设备可以提供两种检测射频信号相位的仪器:锁相放大器和数字相位测量仪。在本应用说明中,我们将介绍这两个仪器的工作原理,并为不同的应用场景提供仪器选择指南。介绍锁相放大器和相位表(数字相位测量仪)是两种常用于从振荡信号中获取相位信息的仪器。锁相放大器可以被视为开环相位检测器。相位是由本地振荡器、混频器和低通滤波器直接计算出来的。相比而言,相位表则采用数字锁相环(PLL)作为其相位检测器,使用一个反馈信号来实时调节本地振荡器的频率。这可以被视为一种闭环相位检测方法。在我们介绍这两种仪器之前,我们先来总结一下Moku:Pro锁相放大器和相位表(用于相位检测)的区别。请注意,本表中的参数规格是基于Moku:Pro的。工作原理锁相放大器原理如图1所示,锁相放大器有三个关键组成部分:一个本地振荡器、一个混频器和一个低通滤波器。图1: 锁相放大器的简化原理图输入信号Vin和本地振荡器VLO可以用正弦和余弦函数来描述。A1和A2代表振荡器的振幅。ωin和ωLO代表输入和本地振荡器的频率。∆ϕ 表示输入信号和本地振荡器之间的相位角差。混频器的输出Vmixer是输入和本地振荡器的产生的。应用三角函数示意假设 ωLO ≅ ωin= ω, Vmixer可写为低通滤波器过滤掉了高频率分量sin(2×2ωt+∆j)。假设输入信号和本地振荡器的振幅是固定的,输出信号Vout可以表示为在此有几个需要注意的地方:单相锁相放大器的输出与sin(∆ϕ)成正比,而不是与成正比。这大大限制了相位检测的线性动态范围,因为正弦函数是一个周期性的函数,它只在一个非常小的范围内提供(近乎)线性响应。另外,任何振幅的波动都可能引起一些系统误差。Liquid Instruments的Moku锁相放大器提供了双相解调的选项,可有效地区分了来自振幅和相位对输出的影响(可以通过此链接更深入了解双相位解调)但线性动态范围仍然限制在2π以内。另一方面,锁相放大器的数字信号处理(DSP)比相位表简单得多。这使锁相放大器能够以更高的速率处理数据,从而提供更宽的解调带宽。用户也可从外部设备输入一个本地振荡器作为参考,以直接测量两个振荡器之间的相对相位差。锁相放大器的开环特性确保仪器能够提供有效即时的响应,不容易受信号突变或损失造成的影响。因此,用户可使用锁相放大器测量接近或处于输入本底噪声的信号。相位表/PLL 原理相位表的核心相位检测单元是一个锁相环(PLL)。相位表的基本测量原理是将一个内部振荡器锁定在输入信号上,然后从内部振荡器的已知相位推断出输入信号的相位。图2显示了PLL的运作原理。锁相环的运作原理与锁相放大器非常相似,但有两个重要的区别:1)本地振荡器被一个压控振荡器(VCO)所取代;2)低通滤波器的输出反馈形成一个闭环。 图2: 锁相环的简化原理图VCO的输出 VVCO可以表述为 ωset是VCO的设定/中心频率。K是VCO的灵敏度 VCO, VVCOinput 是VCO的输入。AVCO是VCO的振幅。K和AVCO在正常工作时都保持不变。在不深入了解闭环控制理论的情况下,这种配置试图保持输入信号Vin和VCO之间的瞬时频率差为零。因此:由于ωset和K都是基于已知的仪器设置,输入的频率可以根据VVCOinput来计算。同时,ωset在时间t的累积相位可以表示为输入信号的累积相位可以用来近似表示。这里我们把K∙Vvcoinput项定义为ωdiff。因此,输入信号和参考信号(振荡器在设定的频率下)之间的累积相位差可以通过测算环路的频率差/误差信号积分获取。这种方法为相位检测提供了一个原生的相位解包支持,使输出与相位差呈线性关系。输入信号的瞬时频率也通过进行测量。此外,相位表有一个内置的二级振荡器来计算输入信号的振幅,类似于一个双相锁相放大器。除了来自环外积分器的相位,相位表的输出可以被设置为直接从数控振荡器(NCO;它可以被认为是数字的VCO)生成输入信号的正弦锁相副本,具有任意的振幅和可调相位。另一方面,输入和NCO之间的稳定锁定是PLL正常运行所必须的,不连续的输入可能会导致测量中断。由于这个原因,PLL在非常低的频率上保持稳定的锁定更具挑战性,相位表对比于锁相放大器在低载波频率边界更受限制,因此不建议用于测量接近输入本底噪声的信号。应用中考量因素和演示在本节中,我们将通过演示讨论在对Moku锁相放大器和相位表之间进行选择时的一些实际注意事项。相位检测的线性动态范围锁相放大器和相位表的关键区别之一是相位检测的线性动态范围。单相锁相放大器的相位线性动态范围小于π,双相锁相放大器则将这一极限推至2π。理论上,相位表可以跟踪无限的相位变化。在实践中,实际检测范围受用于表示相位的数字位长度的限制,在Moku:Pro上大约是16,000,000π。 在这个演示中,通过多仪器模式(MIM)(点此详细了解MIM)同时开启波形发生器、锁相放大器、相位表和示波器功能。一个10MHz的相位调制信号以单相和双相模式输入Moku:Pro的锁相放大器和相位表。相位检测的输出通过示波器进行记录。 图3:Moku:Pro上的MIM设置,用于测试不同相位检测器的线性动态范围。归一化的相位输出(作为模拟信号)绘制成图4中相移的函数。从图4(a)来看,双相解调模式下的相位表和锁相放大器都在360°范围内提供线性相位响应。单相模式下的锁相放大器只提供了90°内的近线性响应。双相解调器将相位包裹在±180°,而PLL在整个720°的相位移动范围内持续线性输出(图4(b))。图4:Moku相位表的输出,锁相放大器在单、双相位模式下的输出在(a)360°和(b)720°的相移的函数。使用相位表和锁相放大器测量两个外部信号之间的相位差对于测量两个振荡信号之间的相对相移的应用,锁相放大器提供了一个更直接的检测方式。用户可以通过Moku锁相放大器直接输入一个参考信号作为本地振荡器来解调两个信号间的相位差。相位表的操作则需要一个板载振荡器作为绝 对频率参考,因此检测的相位为信号与板载振荡器的相位差。在这个演示中,一个频率调制(FM)的不稳定信号被送入锁相放大器作为信号和参考,而相位表作为信号,如图5(a)所示。在图5(b)中,调频引起的相位波动只在相位表(红色)上观察到,锁相放大器的输出保持不变(蓝色)。锁相放大器的输出为调频信号与其本身的实时相位差,因此是固定没有波动的。相位表检测的结果为调频信号与板载振荡器间的实时相位差,因此检测到的是调制的载波。图5:(a)一个调频调制信号被接入到相位表的信号输入通道,以及锁相放大器的信号和参考输入。(b) 示波器上的相位表(红色)和锁相放大器(蓝色)的输出。在此有两种方法可以用相位表测量两个振荡器之间的相对相位差。1) 两个输入信号之间的相位差可以通过 ∆ϕ1-∆ϕ2,来计算,其中∆ϕ1,2 代表输入到一个共同参考的相位差。图6中显示了一对具有180°相移的锁相正弦波使用相位表内置的数据记录监测用来记录 ∆ϕ1 (红色)、∆ϕ2 (蓝色)和 ∆ϕ1-∆ϕ2(橙色)。在两个输入通道上可以观察到恒定的相位漂移,但数学通道提供了输入之间的正确相位差。图6:一对具有180°相移的正弦波被接入相位表。数学通道中绘制出∆ϕ。2) Moku:Lab和Moku:Pro的主时钟可以通过一个10 MHz的参考信号进行同步。如果参考振荡器可以与10 MHz同步,这就使得Moku:Pro上NCO的时基与参考相同。然而,时基同步并不能捕捉到参考NCO的任何参数调整(比如参考源是有目的地进行频率调制的)。另外,用于捕捉10MHz参考的PLL可能会给系统带来额外的噪声。除非需要通过模拟通道输出实时差异,否则不推荐使用这种方法。测量接近本地噪声的信号相位表要求输入信号和本地振荡器之间有稳定的锁定。Moku相位表有几个内置的安全机制来防止意外的变化对测试造成影响。例如,当锁定丢失时,"飞轮 "选项会自动将环路保持在最 后的已知状态。另一方面,锁相放大器的输出在任何时候都是确定的。为了演示这一效果,一个正弦相位调制的信号被同时输入到锁相放大器和相位表上。然后,输入信号被切断约两秒钟,再打开。两个相位检测器的输出通过示波器进行记录。从图7中可以看出,重新连接信号后,相位表的输出(红色)急剧漂移。锁相放大器的输出(蓝色)在信号断开时保持在0,之后立即恢复到预期值。 图7:示波器上记录了相位表(红色)和锁相放大器(蓝色)在信号突然丢失后的输出。总结Liquid Instruments的Moku:Lab和Moku:Pro的相位表和锁相放大器是为灵敏的相位检测应用提供的两种软件定义的仪器功能。相位表的闭环方法提供了特殊的线性动态范围,同时提供输入的频率、相位和振幅信息。锁相放大器算法相对简单,可以提供更快的响应速度,并且输出结果更容易预测。可以通过在Moku:Pro上部署多仪器并行,最多对四个输入在八个频率上进行相位检测,是多通道相位检测和锁相环应用的理想解决方案。参考[1] Shaddock, D., Ware, B., Halverson, P. G., Spero, R. E., & Klipstein, B. (2006, November). Overview of the LISA Phasemeter. In AIP conference proceedings (Vol. 873, No. 1, pp. 654-660). American Institute of Physics.[2] Roberts, L. E. (2016). Internally sensed optical phased arrays.关于昊量光电:昊量光电 您的光电超市!上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品!与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等,所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等优质服务,助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念!
  • 武汉光电国家研究中心王健教授团队研发新型矢量多普勒测量仪
    2021年7月7日,《自然通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了武汉光电国家研究中心王健教授团队题为“Vectorial Doppler metrology”的最新研究成果。此研究将具有空间变化偏振分布的矢量光场应用于光学测量,提出并实现了新型矢量多普勒测量仪,其对于复杂运动信息的全矢量测量具有重要意义。多普勒效应是一种经典的物理现象,属于波的基本特性之一。该效应来源于波源与观测者之间的相对运动,使得观测者接收到的波的频率相对于波源频率具有一定偏移量。无论是机械波,还是电磁波,通过测量其多普勒频移,可以推算出观测者相对于波源的运动速度。多普勒效应已广泛应用于医学诊断、交通测速、精密测量、激光制冷以及天文学与航空航天等领域。光波属于电磁波,相对于机械波,如声波、水波等,具有超高速、大带宽、方向性好且能在真空中传播等优点,因此开发光的多普勒效应具有独特的优势。对于传统的平面相位光束,不考虑相对论效应,只有当运动物体在光束传播方向上有相对运动才能产生多普勒频移,称之为线性(或纵向)多普勒效应。最近二三十年,随着科学家对光的基本属性的进一步认知,光学研究已由简单的平面光束向更复杂多样的结构光束展开。结构光束的旋转(或横向)多普勒效应也受到了越来越多的关注,这为光学多普勒测量提供了更多的可测量维度。纵观多普勒效应的发现及发展应用历程,该效应针对的只是波的标量属性,即由相位(或强度)的连续改变产生多普勒频移。对于本振频率比较低的机械波,通常可以直接提取其多普勒频移,从而测定目标物体的运动速度与方向信息。对于光波(电磁波),由于其超高的本振频率,提取多普勒频移必须采取与参考光进行干涉拍频。然而,干涉拍频虽然能提取多普勒频移量,但却丢失了符号信息,即无法区分多普勒蓝移与红移。因此,如果不采用额外的测量手段,如外差检测或双频检测,直接基于干涉测量提取多普勒频移无法推断出目标运动物体的方向信息,这无疑导致了光学多普勒测量的应用局限。光波是一种横波,除了振幅与相位自由度,还有偏振自由度。光的偏振描述的是电磁场在正交于传播方向的平面上的谐振情况。传统的平面相位光束,其偏振取向在光束横截面上是均匀分布的。对于一类特殊的结构光场,其偏振取向在横截面上呈空间周期性变化分布,称之为矢量光。针对这类矢量结构光场,近期,华中科技大学武汉光电国家研究中心多维光子学实验室(MDPL: Multi-Dimensional Photonics Laboratory)王健教授团队研究发现,粒子在这类光场中运动能产生新的多普勒效应,即矢量多普勒效应。区别于基于标量光场的传统多普勒效应(多普勒信号表现为随时间变化的一维强度信号),基于新的矢量结构光场的矢量多普勒效应,其多普勒信号表现为随时间变化的二维偏振信号。这类新的多普勒偏振信号,除了携带目标运动物体的速度大小信息外,还同时携带了速度方向信息。具体表现为,不同的运动方向导致多普勒偏振信号呈现出不同的旋转手性,如图1和图2所示。实验或实际应用中,利用两个检偏器分析两路信号光的相对相位差,就能轻松分辨出多普勒偏振信号的旋转手性,进而直接测定目标物体的运动速度大小与方向。研究还发现,基于矢量结构光的矢量多普勒效应,不仅能直接测定粒子的运动矢量信息(速度大小与方向),还能潜在地追踪粒子运动的瞬时相对位置与瞬时速度,并且测量无须参考光束干涉,有很强的抗环境干扰能力。进一步,针对各项异性的运动粒子,理论分析发现,即使粒子在旋转的同时还处于自旋状态,通过对多普勒偏振信号进行标准的斯托克斯参数分析,或简单地利用两个检偏器分析,能同时测定粒子的旋转速度矢量(大小与方向)和自旋速度矢量(大小与方向)。该工作于2021年7月7日以Vectorial Doppler metrology为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上,华中科技大学武汉光电国家研究中心为论文第一单位,华中科技大学武汉光电国家研究中心博士后方良与硕士生万镇宇为共同第一作者,华中科技大学名誉教授、南非金山大学Andrew Forbes教授为论文合作者,华中科技大学武汉光电国家研究中心王健教授为论文唯一通讯作者。该项工作是对传统基于标量光场多普勒效应的一次突破,极大丰富了多普勒测量的内涵,同时对于矢量结构光场的基础研究及拓展应用研究具有重要科学意义。Liang Fang, Zhenyu Wan, Andrew Forbes, Jian Wang*, “Vectorial Doppler metrology,” Nature Communications, 12, 4186 (2021).https://www.nature.com/articles/s41467-021-24406-z图1矢量多普勒效应概念示意图图2基于矢量结构光场的矢量多普勒效应测量粒子的运动矢量(速度大小和方向)。(a)(c)相反运动的粒子在矢量结构光场(以HE31为代表)中与局部偏振光相互作用示意图。(b)(d)粒子采样反射或散射的二维多普勒偏振信号因粒子运动方向不同表现出不同的手性。二维多普勒偏振信号同时携带粒子运动的速度大小与方向信息。多维光子学实验室(MDPL)研究人员(从左至右):方良、王健、万镇宇
  • 几何尺寸测量仪
    产品名称:几何尺寸测量仪产品品牌:EVM-G系列产品简介:本系列是一款高精度影像测量仪,结合传统光学与影像技术并配备功能完备的2.5D测量软件。可将以往用肉眼在传统显微镜下观察到的影像传输到电脑中作各种量测,并将测量结果存入电脑中以便日后存档或发送电子邮件。其操作简单、性价比高、精确度高、测量方便、功能齐全、稳定可靠。适用于产品检测、工程开发、品质管理。在机械加工、精密电子、模具制造、塑料橡胶、五金零件等行业都有广泛使用。产品参数:u 变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率40X~400X连续可调,物方视场:10.6-1.6mm,按客户要求选配不同倍率物镜。u 摄像机:配备低照度SONY机芯1/3′彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。可以升级选配1/2′CMOS130万像素摄像机。u 底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。u 光栅尺:仪器平台带有高精度光栅尺(X,Y,Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。u 光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。u 导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高,移动平稳轻松。u 丝杆:X,Y轴工作台均使用无牙光杆摩擦传动,避免了丝杆传动的间隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动,提高工作效率。 工作台仪器型号EVM-1510GEVM-2010GEVM-2515GEVM-3020GEVM-4030G金属台尺寸(mm)354×228404×228450×280500×330606×466玻璃台尺寸(mm)210×160260×160306×196350×280450×350运动行程(mm)150×100200×100250×150300×200400×300仪器重量(kg)100110120140240外型尺寸L*W*H756×540×860670×660×950720×950×1020 影像测量仪是建立在CCD数位影像的基础上,依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的。计算机在安装上专用控制与图形测量软件后,变成了具有软件灵魂的测量大脑,是整个设备的主体。它能快速读取光学尺的位移数值,通过建立在空间几何基础上的软件模块运算,瞬间得出所要的结果;并在屏幕上产生图形,供操作员进行图影对照,从而能够直观地分辨测量结果可能存在的偏差。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精密光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。仪器特点采用彩色CCD摄像机;变焦距物镜与十字线发生器作为测量瞄准系统;由二维平面工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统;仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能,特别是工件摆正功能非常实用;与电脑连接后,采用专门测量软件可对测量图形进行处理。仪器适用于以二维平面测量为目的的一切应用领域。这些领域有:机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器,磁性材料、精密五金、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、计算机(电脑)、液晶电视(LCD)、印刷电路板(线路板、PCB)、汽车、医疗器械、钟表、螺丝、弹簧、仪器仪表、齿轮、凸轮、螺纹、半径样板、螺纹样板、电线电缆、刀具、轴承、筛网、试验筛、水泥筛、网板(钢网、SMT模板)等。ISO国际标准编辑影响影像测量仪精度的因素主要有精度指示、结构原理、测量方法、日常不注意维护等。 中国1994年实行了国际《坐标测量的验收检测和复检测量》的实施。具体内容如下:第1部分:测量线性尺寸的坐标测量机 第2部分:配置转台轴线为第四轴的坐标测量机 第3部分:扫描测量型坐标测量机 第4部分:多探针探测系统的坐标测量机 第5部分:计算高斯辅助要素的误差评定。 在测量空间的任意7种不同的方位,测量一组5种尺寸的量块,每种量块长度分别测量3次所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。允许探测误差(MPEP):25点测量精密标准球,探测点分布均匀。允许探测误差MPEP值为所有测量半径的值。ISO 10360-3 (2000) “配置转台轴线为第四轴的坐标测量机” :对于配备了转台的测量机来说,测量机的测量误差在这部分进行了定义。主要包含三个指标:径向四轴误差(FR)、切向四轴误差(FT)、轴向四轴误差(FA)。ISO 10360-4 (2003) “扫描测量型坐标测量机” :这个部分适用于具有连续扫描功能的坐标测量机。它描述了在扫描模式下的测量误差。大多数测量机制造商定义了"在THP情况下的空间扫描探测误差"。在THP之外,标准还定义了在THN、TLP和TLN情况下的扫描探测误差。 沿标准球上4条确定的路径进行扫描。允许扫描探测误差MPETHP值为所有扫描半径的差值。THP说明了沿已知路径在密度的点上的扫描特性。注:THP的说明必须包括总的测量时间,例如:THP = 1.5um (扫描时间是72 秒)。ISO 10360-4 进一步说明了以下各项定义:TLP: 沿已知路径,以低密度点的方式扫描。THN: 沿未知路径,以高密度点的方式扫描。TLN: 沿未知路径,以低密度点的方式扫描。几何尺寸测量仪工作原理影像测量仪是基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有点哪走哪自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量的功能,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异的功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰影像下辅助测量需要,亦可加入触点测头完成坐标测量。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置或使用夹具的情况下进行批量测量与SPC结果分类。全自动影像测量仪编辑全自动影像测量仪,是在数字化影像测量仪(又名CNC影像仪)基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标扫描测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更的测量需要,解决制造业发展中又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现点哪走哪的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,并对其进行标定,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪有着友好的人机界面,支持多重选择和学习修正。全自动影像测量仪性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。选购方法编辑有许多客户都在为如何挑选影像测量仪的型号品牌所困扰,其实最担心就是影像测量仪的质量和售后。国内影像测量仪的生产商大部分都集中在广东地区,研发的软件功能大部分相似,客户可以不用担心,挑选一款能够满足需要测量的产品行程就行了。根据需要来选择要不要自动或者手动,手动的就比较便宜,全自动的大概要比手动贵一倍左右。挑选影像测量仪最重要看显像是不是清晰,以及精度是否达标(一般精度选择标准为公差带全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中,之后由软件在电脑显示器上成像,由操作人员用鼠标在电脑上进行快速的测量。有的生产商为了节约成本可能会采用国产的,造价比较低,效果就稍微差点。常见故障及原因编辑故障1)蓝屏;2)主机和光栅尺、数据转换盒接触不良造成无数据显示;3)透射、表面光源不亮;4)二次元打不开;5)全自动影像测量仪开机找不到原点或无法运动。原因由于返厂维修周期长,价格昂贵,最重要的是耽误了客户的正常的工作。造成问题出现的原因很多,但无外乎以下原因:1)操作软件文件丢失或CCD视频线接触不良;2)光栅尺或数据转换盒损坏;3)电源板损坏;4)加密狗损坏或影像测量仪软件操作系统崩溃。以上问题可能是只出现一个,也有可能几个问题一起出现。软件种类编辑二次元测量仪软件在国内市场中种类比较多,从功能上划分主要有以下两种:  二次元测量仪测量软件与基本影像仪测量软件类似,其功能特点主要以十字线感应取点,功能比较简单,对一般简单的产品二维尺寸测量都可以满足,无需进行像素校正即可直接进行检测,但对使用人员的操作上要求比较高,认为判断误差影响比较大,在早期二次元测量软件中使用广泛。  2.5D影像测量仪在影像测量领域我们经常可以听到二次元、2.5次元、三次元等各种不同的概念,所谓的二次元即为二维尺寸检测仪器,2.5次元在影像测量领域中是在二维与三维之间的一种测量解决方案,定义是在二次元影像测量仪的基础上多加光学影像和接触探针测量功能,在测量二维平面长宽角度等尺寸外如果需要进行光学辅助测高的话提供了一个比较好的解决方案。仪器优点编辑1、装配2个可调的光源系统,不仅观测到工件轮廓,而且对于不透明的工件的表面形状也可以测量。2、使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热而变形所产生的误差。3、工件可以随意放置。4、仪器操作容易掌握。5、测量方便,只需要用鼠标操作。6、Z轴方向加探针传感器后可以做2.5D的测量。测量功能编辑1、多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形,提高测量精度;2、组合测量、中心点构造、交点构造,线构造、圆构造、角度构造;3、坐标平移和坐标摆正,提高测量效率;4、聚集指令,同一种工件批量测量更加方便快捷,提高测量效率;5、测量数据直接输入到AutoCAD中,成为完整的工程图;6、测量数据可输入到Excel或Word中,进行统计分析,可割出简单的Xbar-S管制图,求出Ca等各种参数;7、多种语言界面切换;8、记录用户程序、编辑指令、教导执行;9、大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头;10、可选购接触式探针测量,软件可以自由实现探针/影像相互转换,用于接触式测量不规则的产品,如椭圆、弧度 、平面度等尺寸;也可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理!11、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度;12、平面度检测:通过激光测头来检测工件平面度;13、针对齿轮的专业测量功能14、针对全国各大计量院所用试验筛的专项测量功能15、图纸与实测数据的比对功能维护保养编辑1、仪器应放在清洁干燥的室内(室温20℃±5℃,湿度低于60%),避免光学零件表面污损、金属零件生锈、尘埃杂物落入运动导轨,影响仪器性能。2、仪器使用完毕,工作面应随时擦干净,再罩上防尘套。3、仪器的传动机构及运动导轨应定期上润滑油,使机构运动顺畅,保持良好的使用状态。4、工作台玻璃及油漆表面脏了,可以用中性清洁剂与清水擦干净。绝不能用有机溶剂擦拭油漆表面,否则,会使油漆表面失去光泽。5、仪器LED光源使用寿命很长,但当有灯泡烧坏时,请通知厂商,由专业人员为您更换。6、仪器精密部件,如影像系统、工作台、光学尺以及Z轴传动机构等均需精密调校,所有调节螺丝与紧固螺丝均已固定,客户请勿自行拆卸,如有问题请通知厂商解决。7、软件已对工作台与光学尺的误差进行了精确补偿,请勿自行更改。否则,会产生错误的测量结果。8、仪器所有电气接插件、一般不要拔下,如已拔掉,则必须按标记正确插回并拧紧螺丝。不正确的接插、轻则影响仪器功能,重则可能损坏系统。测量方式编辑1、物件被测面的垂直测量2、压线相切测量3、高精度大倍率测量4、轮廓影像柔和光测量5、圆及圆弧均匀取点测量精密影像测绘仪测量软件简介:绘图功能:可绘制点、线、圆、弧、样条曲线、垂直线、平行线等,并将图形输入到AutoCAD中,实现逆向工程得到1:1的工程图。自动测绘:可自动测绘如:圆、椭圆、直线、弧等图形。具有自动寻边、自动捕捉、自动成图、自动去毛边等功能,减少了人为误差。测量标注:可测量工件表面的任意几何尺寸,不同高度的角度、宽度、直径、半径、圆心距等尺寸,并可在实时影像中标注尺寸。SPC统计分析软件:提供了一系列的管制图及多种类型的图表表示方法,使品管工作更方便,大大提升了品质管理的效率。报表功能:用户可轻易地将测量结果输出至WORD、EXCEL中去,自动生成检测报告,超差数值自动改变颜色,特别适合批量检测。鸟瞰功能:可察看工件的整体图形及每个尺寸对应的编号,直观的反应出当前的绘图位置,并可任意移动、缩放工件图。实时对比:可把标准的DXF工程图调入测量软件中与工件对比,从而快速检测出工程图和实际工件的差距,适合检测比较复杂的工件。拍照功能:可将当前影像及所标注尺寸同时以JPEG或BMP格式拍照存档,并可调入到测量软件中与实际工件做对比。光学玻璃:光学玻璃为国家计量局检验通过之标准件,可检验X、Y轴向的垂直度,设定比例尺,使测量数据与实际相符合。客户坐标:测量时无需摆正工件或夹具定位,用户可根据自己的需要设置客户坐标(工件坐标),方便、省时提高了工作效率。精密影像测绘仪仪器特点:经济型影像式精密测绘仪VMS系列结合传统光学与数字科技,具有强大的软件功能,可将以往用肉眼在传统显微镜下所观察到的影像将其数字化,并将其储存入计算机中作各式量测、绘图再可将所得之资料储存于计算机中,以便日后存盘或电子邮件的发送。该仪器适用于以二座标测量为目的一切应用领域如:品质检测、工程开发、绘图等用途。在机械、模具、刀具、塑胶、电子、仪表等行业广泛使用。变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率:40X~400X,可按客户要求选配不同倍率物镜。摄像机:配备低照度SONY机芯1/3”彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。光栅尺:仪器平台带有高精密光栅尺(X、Y、Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高、移动平稳轻松。丝杆:X、Y轴工作台均使用无牙光杆磨擦传动,避免了丝杆传动的背隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动提高工作效率。
  • ATAGO(爱拓)UG-α尿比重测量仪通过计量局认证评审鉴定
    近日,由华南国家计量测试中心广东省计量科学研究院专家评审组对ATAGO(爱拓)尿液比重测量仪进行了计量认证现场评审。广东省计量科学研究院是华南国家计量测试中心(简称SCM)作为国内获得国家认可委员会认可项目最齐全的校准实验室,是华南地区计量标准装置最全,覆盖领域 最广,检测质量最好的法定计量技术机构。  经现场SCM委员会审核,评审专家组对ATAGO(简称:爱拓)尿液比重测量仪给予了肯定,评审组专家认为ATAGO 尿液比重测量仪 检测环境、仪器设备和标准方法应用均能满足检测标准要求,顺利通过计量认证评审。 UG-α尿液比重测量仪UG-α尿液比重测量仪 校准鉴定证书UG-α尿液比重测量仪,PAL-10S 数字式手持数显尿比重折射计两款产品在临床医学、体育检测过程中所展示的功能及便携性。通过折光率与尿比重曲线,可以直接读取尿比重值,针对温度变化的自动温度补偿功能。快速,方便,高效。选型提示:人类、犬类、猫科等其折射率与尿比重的对应曲线是不同的,可以因检测对象不同对应选择相应的型号。成功被应用单位举例:北京国家反兴奋剂中心、2008北京奥组委、2010广州亚组委等ATAGO(爱拓)UG-α尿液比重测量仪计量结果 鉴定计量局SCM委员会一致认为:ATAGO(简称:爱拓)仪器研制开发的“UG-α尿液比重测量仪”技术均达到国内领先水平,同意通过计量局认证鉴定资格。ATAGO(爱拓)为您提供100种以上物质浓度检测方案,欢迎您的咨询。官方网站:http://www.atago-china.com企业QQ:800064900广州分公司电话:86-20-38108256/38106065/38106057上海办事处电话:86-21-61131991/61131992/61131993
  • 盘点|压力测量仪器与技术大全
    压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步,压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右,为生产活动提供了大量有价值的参考信息,使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件,在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小,主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器,以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单,灵敏度和精确度都高,常用于校正其他类型压力计,应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用,广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等,也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制,以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时,由于h值较小,用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大,此时可休用斜管式压力计,斜管式压力计分墙挂式和台式两种。  在许多实验中往往需要同时测量多点的压力,例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计,多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同,实际就是多根斜管压力计,由于多管压力计各测压管的内径不可能一样,因此,由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致,测量前必须读出每根测压管的初读数,并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表,主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管,管的横切面为椭圆形,作为测量元件的弹簧管一端固定起来,通过接头与被测介质相连,另一端封闭,为自由端,自由端借连杆与扇形齿轮相连,扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时,弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张,使自由端移动,其移动距离与压力大小成正比,或者带动指针指示出被测压力数值,适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状,当波纹管轴向受压时,由于伸缩变形产生较大的位移,故一般可在其自由端安装传动机构,带动指针直接读数,从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业,直接测量不结晶体,有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高,常用于低压测量,但迟滞误差大,压力位移线性度差,精度一般只能达到1.5级,常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度,但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢,具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量,尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质(非凝固非结晶)的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下,迫使膜片产生相应的弹性变形——位移,借助连杆组经传动机构的传动并予放大,由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化,而且前者的灵敏度比后者大50~100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计,测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器,是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的,即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或温度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计,是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体(活塞筒)组成,二者形成极好的动密封配合。活塞的面积(有效面积)是已知的,当已知的力值作用在活塞一端时,活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此,可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中,力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计,也有称之为压力天平,主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用,也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部,并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时,系统处于平衡状态。这时,球体将浮起一定高度,球体下部的压力作用面积(即浮球的有效面积)也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力,因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理,是直接从压强定义出发,用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩,根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析,求出其受力有效面积S后,待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理,并具有、足够高的精度,这就可以通过与其他基准压力仪器比对,发现未知的系统误差。同时,钟罩式压力计在测量压强差时,其单端静压强可以根据需要调整,直至单端压强为零,即可以测量绝对压强。另外,该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今,静态的压力测量方法已获得了较大的优化,成为了各领域中常用的测量体系,并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此,相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之,压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如,在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法,如此不仅提升了检测效率,并且提高了测试的精准性,同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准,利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围,随意确定测试点的高精度检测任务,而且能够选用气介质来工作,如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题,大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。
  • 重大科学仪器开发专项三维数字彩色成像测量仪项目启动
    p  9月11日,国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项“三维数字彩色成像测量仪”项目启动会在广东深圳举行,该项目旨在提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平,进一步推动3D和虚拟现实产业跨部门、跨行业、跨区域研发布局和协同创新。/pp  这一重大专项由国内3D扫描打印和VR/AR领域的领军企业易尚展示牵头,联合清华大学、北京航空航天大学、深圳大学、南京理工大学、河北工业大学、中航工业长城计量所等国内光学领域顶尖研究院所,针对三维测量仪器设备技术和产品的迫切需求,以关键核心技术和部件的自主研发为突破口,研制技术国际领先、具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的结构光三维数字彩色成像测量仪。项目将在赶超国际一流“三维数字彩色成像测量”技术、进行产品迭代升级等方面形成良好的契机和优势,并在树立行业创新标杆方面发挥积极作用。/pp  项目实施后,能大幅提升我国三维数字化科学仪器设备的可持续发展能力和核心竞争力,极大推动我国3D扫描打印产业和虚拟现实产业的发展,为我国博物馆文物三维数字化提供核心装备,加速推动3D虚拟电商发展,提升国内3D创客教育领域的整体装备水平。/pp/p
  • 奥地利安东帕推出新一代 CboxQC测量仪
    在饮料的生产过程或实验室成品测量中,一款理想的用于检查CO2 和O2结果的测量设备是不可或缺的。安东帕依托在此领域多年的经验与优势,推出了新一代CboxQC测量仪。无论是在实验室还是生产现场,它都可以快速、精确且可靠地测量出饮料中二氧化碳和氧气的溶解量,为最终产品提供可靠的质量控制并在产品开发阶段提供高精度的实验室测量。 新款CboxQC测量仪将CO2 和O2测量合为一体,实现快速测量&mdash &mdash 直接从生产线、槽、桶中或在实验室测量。新仪器具有小巧、紧凑、和轻便的外观并符合最大限度的灵活性,是作为一款为啤酒厂和碳酸饮料厂量身定做的创新方案。它不但降低了您的拥有和使用成本,还将大幅提升工作效率。生产现场的精密测量CboxQC集成了CO2及O2测试,并能在生产线上直接测量的现场测试设备,是检查啤酒饮料生产过程中CO2 和O2结果的理想选择。- 仅需90秒即可得到CO2 和 O2的数值- 即使是在严酷的条件下,新型密封设计也能保护好仪器- 便携式测量,电池可支持10小时- 可保存500个测量数据- 交互的用户界面&mdash 便于在任何环境下操作- 可选配RFID接口便于更改方法及样品名称实验室内精密测量CO2 和O2CboxQC也可为实验室提供CO2 及O2 的高精密测量结果,从而实现对成品进行可靠的监控并可用于产品开发过程中的最高精度测量。- 安东帕的专利&mdash 二氧化碳的测量方法并不受其他溶解在饮料中的空气或氮气的影响- 最小样品量仅100mL,可以针对非常小的包装而得到可靠的测量结果- CO2重复性标准偏差最高可达0.005vol- O2传感器的重复标准偏差± 2 ppb- 便捷的TPO含量计算方法- 无需样品前处理 CboxQC无需样品前处理。与安东帕PFD穿刺装置联用后,只需点击&ldquo 开始&rdquo ,样品即被传输到测量腔体内,无CO2 和O2的损失。这意味着测量过程中不会发生CO2 和O2含量的改变,从而保证了结果的可靠性。 不论在生产现场还是在实验室,CboxQC模块都能快速且精确地得到结果而不受操作过程或其他溶解气体的影响。拥有了款CboxQC,无论您在哪里,都能简单、精确地测量数据。关于安东帕中国奥地利安东帕有限公司(ANTON PAAR GMBH)是工业及科研专用高品质测量和分析仪器的全球领导厂商。公司成立于1922年,总部设在奥地利格拉茨,在全球12个国家和地区设有分公司,直接提供销售和售后服务,在其它主要地区设有代理销售、服务机构。作为世界上第一台数字式密度计的发明者,安东帕公司的产品在浓度、密度测量仪器仪表行业占全球市场的70%。 安东帕公司的密度仪、黏度测量仪、流变仪、旋光仪、折光仪、固体表面Zeta电位分析仪、 SAXSess 小角X光散射仪、闪点与燃点测定仪、微波消解与合成设备等产品作为分析与质量检测工具,已广泛应用于饮料,石油,化工,商检,质检诸多领域和研究机构,并且已作为许多国家行业标准及计量校正仪器。安东帕的用户包括了一级方程式赛车队,炼油厂,和几乎所有的世界知名饮料制造商。
  • 丹迪发布数字图像相关DIC应变测量仪新品
    仪器简介:DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术,该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备,该设备不与被测物体表面发生接触,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数:测量维度:二维、三维测量区域:1mm×1mm—1m×1m(该区间外也可测量,但测量精度会相应下降)测量精度:位移(1μm),应变(0.01%)主要特点:精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点:1、新型的光学测量仪器,无接触测量材料的位移和应变2、测量结果准确,每个结果均含有一个置信区间3、测量时间短,系统操作简单、标定程序简单
  • 鼎阳科技成功A股上市,成为国内通用电子测试测量仪器行业第一股
    12月1日,深圳市鼎阳科技股份有限公司(股票简称:鼎阳科技 股票代码:688112)成功登陆上海证券交易所科创板,成为国内“通用电子测试测量仪器行业第一股“。本次募集资金总额为人民币 124,266.82 万元;扣除发行费用后实际募集资金净额为人民币 115,071.72 万元。本次超募资金总额为 812,339,666.82 元,部分超募资金 243,000,000 元将用于永久补充公司流动资金,占超募资金总额的比例为 29.91%。根据《深圳市鼎阳科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书》,首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划如下:首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划高端通用电子测试测量仪器芯片及核心算法研发项目为本次发行募集资金投资项目之一,本募投项目投资金额为 20,235.00 万元,其中研发场所建设投入10,800.00 万元、软硬件设备投入1,635.00 万元、研发项目投入 7,800.00 万元。实质研发内容为 4GHz 数字示波器前端放大器芯片和高速 ADC 芯片、低相噪频率综合本振模块和 40GHz 宽带定向耦合器模块、宽带矢量信号源和宽带接收机中幅度和相位的补偿算法、网络分析仪的校准算法和 5G NR 信号的解调分析算法等七项内容。据了解,鼎阳科技是一家专注于通用电子测试测量仪器的开发和技术创新的企业,目前已研发出具有自主核心技术的数字示波器、波形与信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等产品,具备国内先进通用电子测试测量仪器研发、生产和销售能力。该公司依与示波器领域国际领导企业之一力科和全球电商平台亚马逊建立了稳定的业务合作关系。其自主品牌“SIGLENT”已经成为全球知名的通用电子测试测量仪器品牌,主要销售区域为北美、欧洲和亚洲电子相关产业 发达的地区。但由于国内企业在通用电子测试测量领域起步较晚,技术积累时间较短,在产品布局及技术积累上与国外优势企业仍存在较大差距,鼎阳科技的产品主要集中于中低端,中高端产品市场主要被国外优势企业如是德科技、力科、泰克以及罗德与施瓦茨等占据。目前我国由于高端芯片,特别是模拟芯片等受制于人,使得电子测试测量仪器厂商在技术升级的过程中困难重重。高端电子测试测量仪器对模拟芯片的性能提出了更高的要求,目前国产芯片无法满足需求。而ADC芯片的产业链和半导体产业的一样,其产业链庞大而复杂,可以分为:上游支撑产业链,包括半导体设备、材料、生产环境;中游核心产业链,包括 IC 设计、 IC 制造、 IC 封装测试;下游需求产业链,覆盖工业、通信、消费电子、航空、国防及医疗等。鼎阳科技称,公司致力于实现通用电子测试测量仪器高端产品核心技术和芯片的自主可控,同时也致力于成为全球通用电子测试测量仪器行业最具创新能力的领导者。鼎阳科技此次募资将开展相关高速ADC芯片研发。据了解,信号链芯片主要包括放大器、数模转换类,其中转换器属于其中技术壁垒最高细分品类。转换器是由模拟电磁波转换成0101比特流最关键的环节,具体又可以分为ADC和DAC两类,ADC作用是对模拟信号进行高频采样,将其转换成数字信号;DAC的作用是将数字信号调制成模拟信号。其中ADC在总需求中占比接近80%。ADC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠,核心难度有两点:抽样频率和采样精度难以兼得(高速高精度ADC壁垒最高)以及需要整个制造和研发环节的精密配合。ADC关键指标包括“转换速率”和“转换精度”,其中高速高精度ADC壁垒最高。数据转换器主要看两个基本指标,转换速率和转换精度。转换速率通常用单位sps(Samples per Second)即每秒采样次数来表示,比如1Msps、1Gsps对应的数据转换器每秒采样次数分别是100万次、10亿次;转换精度通常用分辨率(位)表示,分辨率越高表明转换出来的数字/模拟信号与原来的信号之间的差距越小。高性能数据转换器需具备高速率或高精度的数据转换能力。此前披露的招股书显示,鼎阳科技向境外采购的重要原材料包括 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等 IC 芯片,该等芯片的供应商均为美国厂商。截至本招股说明书签署日,公司在产产品或在研产品所使用的芯片中,美国TI公司生产的四款 ADC 和一款 DAC 属于美国商业管制清单(CCL)中对中国进行出口管制的产品,需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。公司已经取得这五款芯片的许可,其中四款芯片的有效期到 2023 年,其余一款芯片的有效期到2025年。报告期内,这五款芯片中仅两款用于具体产品,且实现销售。聚焦ADC领域,全球主要供应商仍是TI、ADI为首的几家国际大厂,而高性能ADC在军用领域、高端医疗器械以及精密测量等领域起着至关重要的作用,因此ADC技术的国产替代对于我国各下游产业的发展意义重大。
  • 中科院精密测量院研制出相位锁定的涡旋物质波干涉仪
    近日,精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪,并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象,相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。   干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象,以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点,基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束,观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面,由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度,并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉,有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展,为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。   研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究,掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法,测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。 涡旋物质波干涉仪的实验构型   在前期工作的基础上,研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁,获得干涉仪的第一个分束器,干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态);随后利用射频脉冲作为第二个分束器,在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量,确保原子只布居在两个磁子能级,产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹,实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析,发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差),该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案,并对磁场测量的灵敏度进行了评估,指出该方案可以测量有限大小的磁场,并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。 两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量   相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题,发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者,特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。   该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。
  • 精密测量院研制出相位锁定的涡旋物质波干涉仪
    近日,精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪,并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象,相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象,以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点,基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束,观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面,由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度,并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉,有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展,为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究,掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法,测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。涡旋物质波干涉仪的实验构型  在前期工作的基础上,研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁,获得干涉仪的第一个分束器,干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态);随后利用射频脉冲作为第二个分束器,在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量,确保原子只布居在两个磁子能级,产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹,实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析,发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差),该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案,并对磁场测量的灵敏度进行了评估,指出该方案可以测量有限大小的磁场,并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量  相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题,发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者,特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。  该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41534-022-00585-5
  • 案例遴选!采用机器视觉、先进测量仪器等技术推动试验检测数字化和智能化
    为增强工业和信息化质量管理能力、推动质量技术创新应用、提升产品可靠性水平,及时发现、总结、推广一批示范性强的先进经验,工业和信息化部组织开展2023年度工业和信息化质量提升典型案例遴选工作。   一、征集方向   (一)质量管理能力。   企业贯彻实施GB/T 19000、GB/T 19004、GB/T 19024等先进标准,建立先进质量管理体系,加快质量管理数字化,不断提高质量改进能力,实现质量效益有效提升。征集方向包括:   1.质量管理体系有效性。树立追求卓越的质量理念,确保GB/T19000质量管理体系有效运行,发挥企业最高管理者作用,优化质量组织体系和管控模式,调动全员参与质量提升,不断提高质量管理能力的解决方案。   2.企业持续成功的能力。贯彻实施GB/T 19004等先进标准,持续健全制度机制,建设质量文化,创新方法应用,加强过程识别、管理和验证,采用策划、实施、检查、处置(PDCA)模式开展持续改进,确保达成质量目标、实现持续成功的解决方案。   3.质量管理数字化。运用数字技术对质量数据进行采集、存储、处理和分析,实施质量预防和改进,推进供应链管理数字化,开展数字化质量追溯,实现生态圈质量协同、开放合作、模式创新的解决方案。   4.全过程质量绩效水平。依据GB/T 19024等标准,有效识别质量绩效指标,采用先进质量方法工具,加强对用户满意度、产品合格率、平均缺陷率、质量损失率、市场占有率等关键指标的度量、监测、分析和评价,不断提升质量管理财务和经济效益的解决方案。   (二)质量技术创新应用。   加强质量技术创新,开展质量设计技术、过程控制方法与工具、试验检测技术、运维保障技术等攻关和应用,不断提高产品质量水平。征集方向包括:   1.质量设计。应用人工智能、虚拟现实、增强现实等技术,搭建数字孪生模型,加强可靠性设计与仿真,开展基于或高于用户需求的质量设计,实现关键质量指标的设计优化,从源头防止质量风险、解决质量问题的解决方案。   2.质量控制。应用数字化技术,开展全流程质量在线监测、诊断与优化,实施关键过程智能分析、精准控制、设备远程监测和智能运维,实现制造过程的数字化控制、网络化协同和智能化管理,持续增强生产过程质量控制水平,提升产品制造可靠性、一致性、稳定性的解决方案。   3.质量检测。采用机器视觉、人工智能、先进测量仪器等技术推动试验检测数字化和智能化,加快在线检测、智能检测等先进方法工具的创新应用,提高质量检验检测效率、覆盖率和准确性的解决方案。   (三)可靠性提升。   落实《制造业可靠性提升实施意见》,围绕机械、电子、汽车及其他相关行业企业实施可靠性工程,推动产品可靠性提升。征集方向包括:   1.可靠性管理。通过企业可靠性工作计划、可靠性评审、故障报告分析和纠正措施系统、故障审查组织、可靠性增长管理等实施应用,实现产品可靠性提升的解决方案。   2.可靠性工程技术。通过可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验验证、可靠性仿真等方法以及数字技术应用实现产品可靠性提升的解决方案。   3.可靠性工具。通过测量仪器、可靠性软件工具、可靠性试验设备的开发或改造升级试验检测设施等,实现产品可靠性提升的解决方案。   4.可靠性“筑基”和“倍增”攻关。通过核心基础零部件、核心基础元器件、关键基础软件、关键基础材料及基础工艺的可靠性攻关,实现整机系统的可靠性关键指标和水平提升的解决方案。   5.产业链供应链可靠性保障。通过加强产业链供应链可靠性管理,如产业链供应链管理、可靠性指标传递机制等,实现产业链供应链可靠性水平提升的解决方案。   二、申报要求   (一)申报主体应在中华人民共和国境内注册登记,具有独立法人资格。申报主体近三年财务状况良好,在信用等方面无不良记录。   (二)应用案例应具有较强的代表性、示范性、创新性和可推广性,对相关行业、供应链质量或企业质量提升具有较强借鉴意义和推广价值。   (三)申报材料应客观真实,体现工业和信息化质量提升的技术特点,聚焦实际场景应用需求和重点问题。   (四)每个申报主体限申报1项。   三、工作程序   (一)申报。按照自愿参与原则,申报单位可向所在地省级工业和信息化主管部门、相关行业协会提交《工业和信息化质量提升典型案例申报书》(附件1)。各单位组织对本地区(行业)企业申请进行初审,每单位每个方向推荐数量原则上不超过5个,并于9月28日前将正式推荐意见及《工业和信息化质量提升典型案例汇总表》(附件2)报工业和信息化部。被推荐企业需通过申报平台(https://www.miitqb.cn)提交电子版材料。   (二)评审。工业和信息化部组织专家进行评审,按程序确定、公示、发布典型案例名单。   (三)宣传推广。开展专题培训、现场考察等分享交流活动。依托部属新闻媒体、“两微一端”平台渠道,择优宣传典型案例。   (四)有关支持。鼓励各级工业和信息化主管部门针对应用成果突出、推广价值较高的典型案例,从项目审批、政策资金等方面对项目提供支持,不断推动产品质量提升。
  • 四部门:加强先进测量体系建设,培育100家测量仪器品牌企业
    1月13日,市场监管总局、科技部、工业和信息化部、知识产权局联合发布《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》。原文如下:测量是人类认识世界和改造世界的重要手段,是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑,是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来,开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。为推动国家现代先进测量体系的建立完善,满足经济社会对高效精准测量的需求,现提出以下意见。一、总体要求(一)指导思想。坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中、六中全会精神,落实《中共中央 国务院关于开展质量提升行动的指导意见》(中发〔2017〕24号),面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,鼓励和引导社会各方资源和力量,积极开展具有新时代特色的测量技术、测量仪器设备的研究和应用,以先进技术和现代管理为手段,服务支撑测量活动的有效开展和测量数据的广泛应用,提升国家整体测量能力和水平,服务经济社会高质量发展。(二)基本原则。创新引领,优化升级。以国际单位制量子化变革为契机,加大计量科技创新力度,加强基础性、前沿性、共用性、探索性和颠覆性测量技术研究,加快量子测量标准和先进测量仪器设备的研制,补充完善重点测量方法,提升现有测量能力和水平。需求牵引,重点突破。围绕制造强国等国家重大战略,全面梳理经济社会各领域对精准测量的需求,系统分析普遍性和关键共性测量难题,明确测量技术研究主攻方向和建设目标,有计划、有重点地进行突破。政府引导,市场驱动。加强顶层制度设计,从政府层面加大对现代先进测量体系的整体规划和布局,探索建立有效的激励引导机制,调动各类市场主体积极性,发挥市场在测量技术创新和测量资源配置中的重要作用。开放共享,协同推进。鼓励社会各方共同参与现代先进测量体系建设,建立不同行业、不同领域协同攻关和成果共享机制,形成理论研究为基础、产业需求为主导、技术攻关有机制、成果转化有渠道的协同推进局面。(三)工作目标。到2035年,计量基准的准确度和稳定性得到大幅提升,数字化量传溯源应用领域不断扩大。部分重点领域测量技术取得重要突破,研制成功一大批国产测量仪器设备,新建计量基准、计量标准核心测量仪器设备基本实现自主可控。建设50家国家先进测量实验室,培育100家测量仪器设备品牌企业,形成200项核心测量技术或能力。全社会精准测量和有效溯源意识得到明显增强,企业测量能力和水平得到大幅提升,测量活动更加规范,测量数据应用更加广泛。测量技术协同创新与共享机制基本建立,测量技术资源利用率得到明显提高,测量对我国经济社会高质量发展的贡献水平显著提升。二、重点任务(一)建立先进量传溯源体系。紧密结合国际单位制量子化变革和经济社会发展需要,加强基本物理常数精密测量技术和量子计量基础研究,推动以量子物理为基础的高准确度、高稳定性计量基准、计量标准建设。加快量子传感和芯片级计量技术、新型量传溯源技术研究,研制具有典型量子化特征的测量仪器设备,建立计量标准和测量参数传递数字链路,推动量值溯源扁平化发展。积极推进计量数字化,加强数字计量基础设施建设,开展计量标准和测量仪器设备数字化技术研究。(二)优化计量基准、计量标准和标准物质建设。面向国家重大战略需求,增强计量基准自主可控能力,创新计量基准全链条管理机制。改革计量标准体系架构,统筹考虑技术能力和现实需求,建立以国家计量标准、社会公用计量标准、部门(行业)计量标准、企事业计量标准为主体的层次分明、链条清晰的计量标准基础设施网络。实施标准物质能力提升工程,加快生命科学、生物医药、环境监测、食品安全、自然资源和刑事司法等重点领域标准物质研制和应用。加强标准物质监管能力建设和共性关键技术研究,探索建立标准物质量值验证和质量追溯工作机制,建设一批标准物质量值核查验证实验室,开发建设标准物质质量追溯平台,形成标准物质研发、生产、应用全生命周期监管能力。(三)加快先进测量技术研究。加强计量学基础理论和核心技术原始创新。围绕时间单位重新定义,重点研究量子计量技术及计量基准、计量标准小型化技术。加快推动超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置、空地一体量子精密测量试验设施等重大科技基础设施建设,支撑关键核心技术攻关,满足空天、深空、深海高精度探测和精密量子测量等重大应用需求。研究人工智能、生物医药、新材料、新能源、先进制造、核安全和新一代信息技术等领域精密测量技术。针对复杂环境、实时工况环境和极端量测量需求,研究新型量值传递溯源方法,突破在线、动态、远程、快速校准技术,解决极端量、复杂量、微观量等准确测量难题。研究数字化模拟测量、工业物联、跨尺度测量、复杂系统综合测量等关键技术,不断填补新领域测量技术空白。(四)推动先进测量仪器设备研发和应用。加强高端仪器设备核心设计、核心器件、核心控制、核心算法和核心溯源技术研究。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用,积极推进测量仪器设备智能化、网络化。加强高精度计量基准、计量标准的研制和应用,基本实现关键核心设备自主可控。实施测量仪器设备质量提升工程,加快测量仪器设备研发,提升测量仪器设备的准确性、稳定性、可靠性。研究建立测量仪器设备计量测试评价制度,培育具有核心技术和核心竞争力的国产测量仪器设备品牌。加快专用测量系统的研制,形成满足航空航天、海洋监测、交通运输等装备研制生产任务和重大工程需求的测量能力。(五)建设国家先进测量实验室。针对各领域测量能力的不足,加强国家测量基础条件和能力建设,推进大型测量仪器设备、科学测量数据等测量技术基础平台建设,打造突破型、引领型、平台型的国家先进测量实验室。强化测量实验室计量溯源性意识和要求,保证测量结果准确、一致和有效。加强行业或区域测量公共服务能力建设,推动测量资源整合,优化行业、区域测量资源配置。鼓励各类测量主体建立联合实验室和技术创新联盟,形成联合开发、优势互补、成果共享的产学研用协同创新机制。加强测量资源开放共享,推动测量资源一体化发展。(六)提升企业测量能力和水平。鼓励企业加强测量投入,合理配备测量设备,严格测量设备的计量确认和测量过程控制,建立必要的计量管理制度,不断提高企业测量能力和水平。研究建立企业计量能力自我声明制度,推动企业进行对标达标,发挥先进企业示范引领作用。鼓励企业自愿通过测量管理体系认证,推动先进测量技术要素和管理手段在企业的应用。培育一批行业领军企业和产业链链长企业,实施中小企业计量伙伴计划,全面提升核心产业链相关中小企业计量保证能力,加快先进测量技术攻关成果的落地应用,带动产业上下游融通创新、协同发展。(七)推进测量数据积累和应用。引导企业建立产品研制、生产、试验、使用过程动态测量数据信息库,开展测量数据分析研究,改进企业生产控制流程,提高产品控制精度和质量,完善产品全寿命周期数据管理。加强测量数据智能化采集、分析与应用,推进测量设备自动化、数字化改造,建立智慧计量实验室和智能计量管理系统,实现数字化赋能。积极将测量数据纳入工程领域数字化科研过程,推动测量数据资源在工程领域集成应用。加快建设国家计量数据中心,培育一批国家计量数据建设应用示范基地,探索建立国家标准参考数据中心,提升测量数据价值挖掘能力,实现跨行业、跨领域测量数据融合、共享和应用。(八)完善先进测量技术规范。研究建立适应现代先进测量体系建设需要的计量技术规范体系。充分借鉴吸收国际先进测量技术成果和经验,开展测量活动梳理和测量数据研究分析,组织制定一批对测量活动具有指导意义的测量技术规范,指导测量活动规范化、科学化开展。分析梳理各产业领域工程实践活动被测参数,建立动态、开放的参数信息库。加强复杂被测对象、复杂工况环境、复杂耦合关系等工程应用场景的参数测量方法研究,建立满足工程实践要求的测量技术规范。(九)优化先进测量技术服务。鼓励社会各方资源围绕国家重点领域测量需求,建立各类先进测量服务机构,为行业发展提供精准测量服务。发挥中央企业优势作用,在战略性、关键性重大测量项目上起到引领带动作用。积极培育各领域先进测量“单项冠军”和“专精特新”测量标兵,推动先进测量能力差异化、多样化发展,不断提升专业化服务能力和水平。围绕产业测量测试需求,加强国家产业计量测试中心建设,形成关键参数测量、仪器设备校准、产品测试评价、系统方案集成的一站式服务能力,建立全产业链计量溯源体系,提升全产业链计量测试服务和全寿命周期计量保障水平。搭建国家先进测量技术资源共享平台,促进测量需求和测量服务的公开化、信息化。(十)发挥质量基础设施协同推动作用。积极发挥计量、标准、检验检测、认证认可等国家质量基础设施各要素的协同作用,为经济社会高质量发展提供全链条、全流程、全体系的质量基础设施“一站式”服务。推动计量与标准、检验检测、认证认可领域相关技术规范和标准的相互参考借鉴和共享共用,以精准计量推动标准数据和方法的科学验证,通过标准促进计量价值的应用体现;强化检验检测、认证认可领域计量溯源性的概念,通过先进测量技术和测量手段不断丰富完善检验检测、认证认可内涵。聚焦测量数据分析和应用,探索测量数据成果标准化途径,形成标准测量数据包、标准测量模型等,研究采用标准测量数据包、标准测量模型的认证认可方法和程序。(十一)培养先进测量人才队伍。组建国家现代先进测量体系战略咨询专家智库,提高决策的科学性和可行性。加强对计量测试相关专业学科建设的引导,优化高等院校计量测试相关专业设置,推动计量测试相关专业与通信工程、人工智能、数据科学与大数据技术、软件工程以及量子信息科学等相关专业协同建设。完善注册计量师制度,加强产教研用融合,加强计量技术机构与高等院校、科研院所、企业间的技术合作和人才交流,支持各领域科研项目吸纳计量技术机构和企业共同参与,促进测量人才多元化发展。充分发挥行业学协会作用,加强测量技术人才培训,打造富有自主创新精神、专业技术能力强、善于解决实际问题的测量人才队伍。三、保障措施(一)加强组织领导。高度重视国家现代先进测量体系建设工作,将其作为推动经济社会高质量发展的重要手段予以全面规划和重点考虑,制定具体的实施方案和落实措施。在国家层面组建国家现代先进测量体系推进办公室,强化各部门组织协调和沟通协作。鼓励地方和行业、企业积极探索和创设推进现代先进测量体系建设的路径和模式,进行先行先试和推广示范。(二)完善制度保障。争取将国家现代先进测量体系建设工作纳入国家重大战略规划和产业发展专项规划。积极推动将现代先进测量体系建设写入有关法律法规和规章,对测量设备、测量方法、测量程序、测量过程和测量数据等规范和使用提出明确要求。搭建多方测量主体共同参与的联合科研攻关机制,完善先进测量技术应用结果比对、成果评价等制度,推动测量科技创新成果转化、应用和推广。(三)加大政策支持。从政策、资金、科研、人才等各方面鼓励先进测量技术的研发、先进测量设备和方法的研制和应用、先进测量技术规范的完善,不断强化测量过程控制和测量结果应用,提升测量能力和水平。在国家重大工程和科技计划中对现代先进测量体系建设予以重点考虑和倾斜。(四)强化知识产权战略。加强测量技术专利导航,引导各单位加强测量领域知识产权战略储备。推动各单位及时将先进测量科研成果纳入知识产权保护范围,并通过转让、许可、折价入股激励等形式取得市场收益。研究建立先进测量科研成果技术附加值评价体系,提升各领域对先进测量科研成果的重视程度。建设先进测量领域专题数据库,积极推进先进测量领域知识产权信息开放、共享和利用,促进测量领域知识产权成果的广泛应用。(五)普及先进测量理念。结合“世界计量日”“质量月”等活动,充分发挥媒体优势,大力普及测量知识,强调测量在生产生活中的作用,不断增强全民测量意识,更新溯源概念和理念,营造支持国家现代先进测量体系建设的社会环境。加大企业测量工作宣传培训,帮助企业完善测量管理体系,健全测量管理制度,提升测量能力和水平。(六)加强国际测量合作。借鉴吸收国外先进测量技术和测量管理经验,丰富完善国家现代先进测量体系内涵。探索建立国际、区域先进测量技术联盟,加强测量技术国际交流合作,推动先进测量技术能力与国际接轨。积极参与测量领域的全球治理,推动在重要领域影响或主导国际测量技术规范的制定,加大先进测量成果的国际化应用和推广。积极参加国际测量比对,不断提升获得国际互认的国家校准与测量能力,增强我国在国际测量领域的话语权。市场监管总局科 技 部工业和信息化部国 资 委知识产权局2021年12月29日
  • 亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器
    1 引 言激光干涉位移测量技术具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等优势,广泛应用于精密计量、微电子集成装备和大科学装置等领域,成为超精密位移测量领域中的重要技术之一。近年来,随着这些领域的迅猛发展,对激光干涉测量技术提出了新的测量需求。如在基于长度等量子化参量的质量基准溯源方案中,要想实现1×10−8 量级的溯源要求,需要激光干涉仪长度测量精度达0. 1 nm 量级;在集成电路制造方面,激光干涉仪承担光刻机中掩模台、工件台空间位置的高速、超精密测量任务,按照“ 摩尔定律”发展规律,近些年要想实现1 nm 节点光刻技术,需要超精密测量动态精度达0. 1 nm,达到原子尺度。为此,国际上以顶级的计量机构为代表的单位均部署了诸如NNI、Nanotrace 等工程,开展了“纳米”尺度测量仪器的研制工程,并制定了测量确定度在10 pm 以下的激光干涉测量技术的研发战略。着眼于国际形势,我国同样根据先进光刻机等高端备、先进计量的测量需求,制定了诸多纳米计量技术的研发要。可见,超精密位移测量技术的发展对推进我国众多大高端装备具有重要战略意义,是目前纳米度下测量领域逐步发展的重大研究方向。2 激光干涉测量原理根据光波的传播和叠加原理,满足相干条件的光波能够在空间中出现干涉现象。在激光干涉测量中,由于测量目标运动,将产生多普勒- 菲佐(Doppler-Fizeau效应,干涉条纹将随时间呈周期性变化,称为拍频现象。移/相移信息与测量目标的运动速度/位移关系满足fd = 2nv/ λ , (1)φd = 2nL/ λ , (2)式中:fd为多普勒频移;φd为多普勒相移;n 为空气折射率;v 和L 为运动速度和位移;λ 为激光波长。通过对干涉信号的频率/相位进行解算即可间接获得测量目标运动过程中速度/位信息。典型的干涉测量系统可按照激光光源类型分为单频(零差式)激光干涉仪和双频(外差式)激光干涉仪两大类。零差式激光干涉测量基本原理如图1 所示,其结构与Michelson 干涉仪相仿,参考光与测量光合光干涉后,经过QPD 输出一对相互正交的信号,为Icos = A cos (2πfd t + φ0 + φd ) , (3)Isin = A sin (2πfd t + φ0 + φd ) , (4)式中:(Icos, Isin)为QPD 输出的正交信号;A 为信号幅值;φ0 为初始相位。结合后续的信号处理单元即可构成完整、可辨向的测量系统。图1 零差激光干涉测量原理外差式激光干涉仪的光源是偏振态相互垂直且具有一定频差Δf 的双频激光,其典型的干涉仪结构如图2 所示。双频激光经过NPBS 后,反射光通过偏振片发生干涉,形成参考信号Ir;透射光经过PBS,光束中两个垂直偏振态相互分开,f2 光经过固定的参考镜反射,f1 光经运动的测量镜反射并附加多普勒频移fd,与反射光合光干涉后形成测量信号Im。Ir = Ar cos (2πΔft + φr ) , (5)Im = Am cos (2πΔft + φm ), (6)式中:Δf、A 和φ 分别为双频激光频差、信号幅值和初始相位差。结合式(5)和式(6),可解算出测量目标的相位信息。图2 外差激光干涉测量原理零差式激光干涉仪常用于分辨力高、速度相对低并且轴数少的应用中。外差式激光干涉仪具有更强的抗电子噪声能力,易于实现对多个目标运动位移的多轴同步测量,适用于兼容高分辨力、高速及多轴同步测量场合,是目前主流的干涉结构之一。3 激光干涉测量关键技术在超精密激光干涉仪中,波长是测量基准,尤其在米量级的大测程中,要实现亚纳米测量,波长准确度对测量精度起到决定性作用。其中,稳频技术直接影响了激光波长的准确度,决定激光干涉仪的精度上限;环境因素的变化将影响激光的真实波长,间接降低了实际的测量精度。干涉镜组结构决定光束传播过程中的偏振态、方向性等参数,影响干涉信号质量。此外,干涉信号相位细分技术决定激光干涉仪的测量分辨力,并限制了激光干涉仪的最大测量速度。3. 1 高精度稳频技术在自由运转的状态下,激光器的频率准确度通常只有±1. 5×10−6,无法满足超精密测量中10−8~10−7的频率准确度要求。利用传统的热稳频技术(单纵模激光器的兰姆凹陷稳频方法等),可以提高频率准确度,但系统中稳频控制点常偏离光功率平衡点,输出光频率准确度仅能达2×10−7量级,无法完全满足超精密测量的精度需求。目前,超精密干涉测量中采用的高精度稳频技术主要有热稳频、饱和吸收及偏频锁定3 种。由于激光管谐振腔的热膨胀特性,腔长随温度变化呈近似线性变化。因此,热稳频方法通过对谐振腔进行温度控制实现对激光频率的闭环调节。具体过程为:选定稳定的参考频标(双纵模激光器的光功率平衡点、纵向塞曼激光器频差曲线的峰/谷值点),当激光频率偏离参考频标时,产生的频差信号用于驱动加热膜等执行机构进行激光管谐振腔腔长调节。热稳频方法能够使激光器的输出频率的准确度在10−9~10−8 量级,但原子跃迁的中心频率随时间推移受腔内气体气压、放电条件及激光管老化的影响会发生温度漂移。利用稳频控制点修正方法,通过对左右旋圆偏振光进行精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动,同时补偿其相对稳定偏置分量。该方法显著改善了激光频率的长期漂移现象,阿伦方差频率稳定度为1. 9×10−10,漂移量可减小至(1~2)×10−8。稳频点修正后的激光波长仍存在较大的短期抖动,主要源于激光器对环境温度的敏感性,温差对频率稳定性的影响大。自然散热型激光器和强耦合水冷散热型激光器均存在散热效果不均匀和散热程度不稳定的问题。多层弱耦合水冷散热结构为激光管提供一个相对稳定的稳频环境,既能抑制外界环境温度变化对激光管产生的扰动,冷却水自身的弱耦合特性又不影响激光管性能,进而减小了温度梯度和热应力,提高了激光器对环境温度的抗干扰能力,减少了输出激光频率的短期噪声,波长的相对频率稳定度约为1×10−9 h−1。碘分子饱和吸收稳频法将激光器的振荡频率锁定在外界的参考频率上,碘分子饱和吸收室内处于低压状态下(1~10 Pa)的碘分子气体在特定频率点附近存在频率稳定的吸收峰,将其作为稳频基准后准确度可达2. 5×10−11。但由于谐振腔损耗过大,稳频激光输出功率难以超过100 μW 且存在MHz 量级的调制频率,与运动目标测量过程中产生的多普勒频移相近。因此,饱和吸收法难以适用于多轴、动态的测量场合。偏频锁定技术是另一种高精度的热稳频方法,其原理如图3 所示,通过实时测量待稳频激光器出射光与高精度碘稳频激光频差,获得反馈控制量,从而对待稳频激光器谐振腔进行不同程度加热,实现高精度稳频。在水冷系统提供的稳频环境下,偏频锁定激光器的出射光相对频率准确度优于2. 3×10−11。图3 偏频锁定热稳频原理3. 2 高精度干涉镜组周期非线性误差是激光干涉仪中特有的内在原理性误差,随位移变化呈周期性变化,每经过半波长,将会出现一次最大值。误差大小取决光束质量,而干涉镜组是决定光束质量的主导因素。传统的周期非线性误差可以归结为零差干涉仪的三差问题和外差干涉仪的双频混叠问题,产生的非线性误差机理如图4 所示,其中Ix、Iy分别表示正交信号的归一化强度。其中,GR为虚反射,MMS 为主信号,PISn 为第n 个寄生干涉信号,DFSn 为第n 阶虚反射信号。二者表现形式不完全相同,但都会对测量结果产生数纳米至数十纳米的测量误差。可见,在面向亚纳米、皮米级的干涉测量技术中,周期非线性误差难以避免。图4 零差与外差干涉仪中的周期非线性误差机理。(a)传统三差问题与多阶虚反射李萨如图;(b)多阶虚反射与双频混叠频谱分布Heydemann 椭圆拟合法是抑制零差干涉仪中非线性误差的有效方法。该方法基于最小二乘拟合,获得关于干涉直流偏置、交流幅值以及相位偏移的线性方程组,从而对信号进行修正。在此基础上,Köning等提出一种基于测量信号和拟合信号最小几何距离的椭圆拟合方法,该方法能提供未知模型参数的局部最佳线性无偏估计量,通过Monte Carlo 随机模拟后,其非线性幅值的理论值约为22 pm。在外差干涉仪中,双频混叠本质上是源于共光路结构中双频激光光源和偏振器件分光的不理想性,称为第1 类周期非线性。对于此类周期非线性误差,补偿方法主要可以从光路系统和信号处理算法两个方面入手。前者通过优化光路可以将非线性误差补偿至数纳米水平;后者通过椭圆拟合法提取椭圆特征参数,可以将外差干涉仪中周期非线性误差补偿至亚纳米量级;两种均属补偿法,方法较为复杂,误差难以抑制到0. 1 nm 以下。另一种基于空间分离式外差干涉结构的光学非线性误差抑制技术采用独立的参考光路和测量光路,非共光路使两路光在干涉前保持独立传播,从根本上避免了外差干涉仪中频率混叠的问题,系统残余的非线性误差约为数十皮米。空间分离式干涉结构能够消除频率混叠引起的第1 类周期非线性误差,但在测量结果中仍残余亚纳米量级的非线性误差,这种有别于频率混叠的残余误差即为多阶多普勒虚反射现象,也称为第2 类周期非线性误差。虚反射现象源自光学镜面的不理想分光、反射等因素,如图5所示,其中MB 为主光束,GR 为反射光束,虚反射现象普遍存在于绝大多数干涉仪结构中。虚反射效应将会使零差干涉仪中李萨如图的椭圆产生畸变,而在外差干涉仪中则出现明显高于双频混叠的高阶误差分量。图5 多阶虚反射现象使用降低反射率的方法,如镀增透膜、设计多层增透膜等,能够弱化虚反射现象,将周期非线性降低至亚纳米水平;德国联邦物理技术研究院Weichert等通过调节虚反射光束与测量光束间的失配角,利用透镜加入空间滤波的方法将周期非线性误差降低至±10 pm。上述方法在抑制单次的虚反射现象时有着良好的效果,但在面对多阶虚反射效应时作用有限。哈尔滨工业大学王越提出一种适用于多阶虚反射的周期非线性误差抑制方法,该方法利用遗传算法优化关键虚反射面空间姿态,精准规划虚反射光束轨迹,可以将周期非线性误差抑制到数皮米量级,突破了该领域10 pm 的周期非线性误差极限。3. 3 高速高分辨力相位细分技术在激光干涉仪中,相位细分技术直接决定系统的测量精度。实现亚纳米、皮米测量的关键离不开高精度的相位细分技术。相位的解算可以从时域和频域两个角度进行。最为常用的时域解算方法是基于脉冲边缘触发的相位测量方法,该方法利用高频脉冲信号对测量信号与参考信号进行周期计数,进而获取两路信号的相位差。该方法的测量速度与测量分辨力模型可表达为vm/dLm= Bm , (7)式中:vm 为测量速度;dLm 为测量分辨力;Bm 为系统带宽。在系统带宽恒定的情况下,高测速与高分辨力之间存在相互制约关系。只有提高系统带宽才能实现测量速度和测量分辨力的同时提升,也因此极度依赖硬件运行能力。在测量速度方面,外差激光干涉仪的测量速度主要受限于双频激光频差Δf,测量目标运动产生的多普勒频移需满足fd≤Δf。目前,美国的Zygo 公司和哈尔滨工业大学利用双声光移频方案所研制的结构的频差可达20 MHz,理论的测量速度优于5 m/s。该方法通过增加双频激光频差来间接提升测量速度,频差连续可调,适用于不同测量速度的应用场合,最大频差通常可达几十MHz,满足目前多数测量速度需求。从干涉结构出发,刁晓飞提出一种双向多普勒频移干涉测量方法,采用全对称的光路结构,如图6所示,获得两路多普勒频移方向相反的干涉信号,并根据目标运动方向选择性地采用不同干涉信号,保证始终采用正向多普勒频移进行相位/位移解算。该方法从原理上克服了双频激光频差对测量速度的限制,其最大测量速度主要受限于光电探测器带宽与模/数转换器的采样频率。图6 全对称光路结构在提升测量分辨力方面,Yan 等提出一种基于电光调制的相位调制方法,对频率为500 Hz 的信号进行周期计数,该方法实现的相位测量标准差约为0. 005°,具有10 pm 内的超高位移测量分辨力,适用于低速测量场合。对于高速信号,基于脉冲边缘触发的相位测量方法受限于硬件带宽,高频脉冲频率极限在500 MHz 左右,其测量分辨力极限约为1~10 nm,难以突破亚纳米水平。利用高速芯片,可以将处理带宽提升至10 GHz,从而实现亚纳米的测量分辨力,但成本较大。闫磊提出一种数字延时细分超精细相位测量技术,在硬件性能相同、采样频率不变的情况下,该方法利用8 阶数字延迟线,实现了相位的1024 电子细分,具有0. 31 nm 的位移测量分辨力,实现了亚纳米测量水平。该方法的等效脉冲频率约为5 GHz,接近硬件处理极限,但其测量速度与测量分辨力之间依旧存在式(7)的制约关系。德国联邦物理技术研究院的Köchert 等提出了一种双正交锁相放大相位测量方法,如图7所示,FPGA 内部生成的理想正交信号分别与外部测量信号、参考信号混频,获取相位差。利用该方法,可以实现10 pm 以内的静态测量偏差。双正交锁相放大法能够处理正弦模拟信号,充分利用了信号的频率与幅值信息,其测量速度与测量分辨力计算公式为vm/0. 1λ0= Bm , (8)dLm/0. 5λ0=Bs/dLc, (9)式中:Bs为采样带宽;dLc为解算分辨力。图7 双正交锁相方法测量原理可见,测量速度与测量分辨力相互独立,从原理上解决了高测速与高分辨力相互制约的矛盾,为激光干涉仪提供了一种兼顾高速和高分辨力的相位处理方法。在此基础上,为了适应现代工业中系统化和集成化的测量需求,美国Keysight 公司、Zygo 公司及哈尔滨工业大学相继研发出了光电探测与信号处理一体化板卡,能够实现高于5 m/s 的测量速度以及0. 31 nm 甚至0. 077 nm 的测量分辨力。此外,从变换域方面同样可以实现高精度的相位解算。张紫杨等提出了一种基于小波变换的相位细分方法,通过小波变换提取信号的瞬时频率,计算频率变化的细分时间,实现高精度的位移测量,该方法的理论相位细分数可达1024,等效位移精度约为0. 63 nm。Strube 等利用频谱分析法,从信号离散傅里叶变换(DFT)后的相位谱中获取测量目标的位移,实现了0. 3 nm 的位移测量分辨力。由于采用图像传感器为光电转换器,信号处理是以干涉条纹为基础的,适用于静态、准静态的低速测量场合。3. 4环境补偿与控制技术环境中温度、气压及湿度等变化会引起空气折射率变化,使得激光在空气中传播时波长变动,导致测量结果产生纳米量级的误差。环境误差补偿与控制技术是抑制空气折射率误差的两种重要手段。补偿法是修正空气折射率误差最常用的方法,具有极高的环境容忍度。采用折光仪原理、双波长法等可以实现10−7~10−8 量级的空气折射率相对测量不确定度。根据Edlen 经验公式,通过精确测定环境参数(温度、湿度和大气压等),可以计算出空气折射率的精确值,用于补偿位移测量结果,其中温度是影响补偿精度的最主要因素。采用高精度铂电阻传感器,设备可以实现1 mK 的温度测量精度,其折射率的补偿精度可达10−8量级,接近Edlen 公式的补偿极限。环境控制技术是保证干涉仪亚纳米测量精度的另一种有效方法。在现行的DUV 光刻机中,采用气浴法,建立3 mK/5 min 以内恒温、10 Pa/5 min 以内恒压、恒湿气浴场,该环境中能够实现10−9~10−8 量级空气折射率的不确定度。对于深空引力波探测、下一代质量基准溯源等应用场合,对激光干涉仪工作的环境控制要求更为严苛,测量装置需置于真空环境中,此时,空气折射率引入的测量误差将被彻底消除。4 激光干涉测量技术发展趋势近年来,超精密位移测量的精度需求逐渐从纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。国内在激光干涉仪中的激光稳频、周期非线性误差消除和信号处理等关键技术上均取得了重大的突破。在LISA 团队规划的空间引力波探测方案中,要求在500 万千米的距离上,激光干涉仪对相对位移量需要具有10 pm 以内的分辨能力。面对更严苛的测量需求,超精密位移测量依然严峻面临挑战。激光干涉测量技术的未来发展趋势可以归结如下。1)激光波长存在的长期漂移和短期抖动是限制测量精度提升的根本原因。高精度稳频技术对激光波长不确定度的提升极限约为10−9量级。继续提升激光波长稳定度仍需要依托于下一阶段的工业基础,改善激光管本身的物理特性,优化光源质量。2)纳米级原理性光学周期非线性误差是限制激光干涉仪测量精度向亚纳米、皮米精度发展的重要瓶颈。消除和抑制第1 类和第2 类周期非线性误差后,仍残余数十皮米的非线性误差。由于周期非线性误差的表现形式与耦合关系复杂,想要进一步降低周期非线性误差幅值,需要继续探索可能存在的第3 类非线性误差机理。3)测量速度与测量分辨力的矛盾关系在动态锁相放大相位测量方法中得到初步解决。但面对深空引力波探测中高速、皮米的测量要求,仍然需要进一步探索弱光探测下的高分辨力相位细分技术;同时,需要研究高速测量过程中的动态误差校准技术。高速、高分辨力特征依旧是相位细分技术今后的研究方向。全文下载:亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器_激光与光电子学进展.pdf
  • Photonic Lattice发布PHL online应力双折射仪KAMAKIRI -X stage 新品
    KAMAKIRI -X stage 主要特点:STS的低配版,可升级STS 。 操作简单,可以调整色彩显示更直观的了解双折射分布。 记录双折射的数值数据,以进行进一步详细分析。应用领域:相位差薄膜(TAC/PC/PMMA/COC)保护薄膜(PET/PEN/PS/PI)树脂成型玻璃 技术参数:项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】,轴方向【°】2测量波长543nm(支持客制化)3双折射测量范围0-260nm(支持客制化)4主轴方位范围0-180°5测量重复精度1nm(西格玛)6测量尺寸A4(标准)7定制选项可定制大载台创新点:欧屹科技代理的是其旗下KAMAKIRI品牌的双折射/残余应力测量设备,其高速相机CCD芯片与Photonic Lattice公司的偏光阵列片完美结合,研制在线双折射/残余应力测量仪,世界上仅有KAMAKIRI可以提供,广泛应用于光学薄膜,PVA,PC,COP和TAC等领域。PHL online应力双折射仪KAMAKIRI -X stage
  • 现代电子测量仪器的发展趋势
    导读:进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量仪器发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念,以供读者参考。  现代电子测量仪器的发展趋势  仪器性能更加优异  仪器的性能更加优异,测量功能更加强大,仪器的测量精度,测试灵敏度,测量的动态范围等都达到了前所未有的高度。例如,Agilent公司的PSA频谱分析仪的测量灵敏度高达169dBm(接近物理界热噪声174dBm),PNA网络分析仪的动态范围高达143dB,Agilent83453A高分辨率分光计分辨带宽=0.0001nm(亚皮米)(突破皮米分辨带宽的壁垒),Agilent86107A精密时基参考模块,对小于100ns的时延,抖动为1.7psRMS(突破皮秒抖动瓶颈),DSO80000系列的示波器,其单一A/D芯片具有20GSa/s实时高采样率,使之成为世界上采样率最快的示波器(40GSa/s实时采样率,13GHz带宽)。另外,更多强大的测量功能被赋予单台仪表中,如Agilent公司的8960系列无线综合测试仪(集移动手机和基站的射频测试与协议测试于一身) ESG/PSG矢量信号源可以灵活产生包括连续波/调幅/调频/调相/脉冲调制,全制式通信协议(GSM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/蓝牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等),任意波形及用于今后的其他信号 MSO混合信号示波器(2/4个模拟测量通道16个逻辑分析通道)使单台仪器同时具备示波器和逻辑分析仪的功能 Infiniium示波器内装VSA矢量信号分析软件后也成为世界上测量分析带宽最宽的矢量信号分析仪。  仪器与计算机融为一体  仪器和计算机技术的前所未有的融合。首先,越来越多的仪器选用以Windows软件和Intel芯片为平台,采用WindowsGUI和基于军用标准的软件,用Windows软件代替仪器内部操作软件,并易于与MS办公室应用软件连接,充分发挥其效能,如Agilent公司的仪器可用Word语言捕获屏幕图像,用Excel语言绘制的波形数据,用Excel语言捕获测量数据,易于自由地从互联网下载和升级最新的软件版本,利用WindowsHelp提高了仪器操作学习的方便性 同时,触摸屏被广泛利用,话音控制可解决双手同时被占用时操作仪器的问题,通过网络控制仪器操作,并用基于MSWindows和MSVisualStudio实现测试自动化 另外,仪器内部的VBA软件可有效地帮助实现生产过程中的测试自动化。  其次,由于计算机技术被大量应用到仪器之中,使得仪器具备了更加先进的连通性,如Agilent公司的仪器大都具备采用了USB接口,LAN接口,GPIB接口。同时,也安装了标准光标指示器(鼠标、跟踪球、触摸键、操纵杆等)和其他部件(键盘、CDRW驱动器、直接连结打印机的并行接口,用于外部监视器的VGA输出,内部硬盘驱动器等)。特别值得一提的是,在军工等特殊行业,测试数据的安全性和保密性要求格外重要,为此,Agilent公司在仪器上设计了可卸出的硬盘(如PNA矢量网络分析仪和Infiniium示波器),使工作人员在实验室完成测试任务后,卸出硬盘,单独运输仪器至测试现场(如战地),再由操作人员取出随身携带的硬盘装入仪器,再进行现场测量,从而保证了数据的安全性和保密性。  测试及仿真软件在仪器中广泛应用  随着计算机的运算速度和处理数据能力的不断增加,及计算机仿真技术的广泛应用,仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。首先,硬件的模块化设计,使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件,从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案,如Agilent公司的DAC-J宽带示波器86100C,通过插入不同的模块并配以不同软件,该仪器可成为抖动分析仪,宽带示波器,数字通信分析仪,时域反射分析仪 此外,VXI结构的测试仪器更加充分地解释了模块化结构仪器的灵活配置和应用。  其次,软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用,Agilent公司的89601A矢量分析软件是实现这一理念的最好例证,它利用计算机强大的数学运算和数据处理能力将大量的数字信号处理功能和数据分析功能充分展现在计算机软件之中,通过与不同的数据采集前端(如VXI结构的矢量信号分析仪,频谱分析仪,Infiniium数字示波器)相结合,组合出不同功能的矢量信号分析仪。  同时,其捕获的信号和数据分析的结果可以作为EDA仿真软件(如Agilent公司的ADS高级设计仿真软件)的数据输入来源,用于驱动ADS高级设计仿真软件进行部件及系统级仿真 并且,ADS高级设计仿真软件的仿真结果可送入Agilent公司的ESG/PSG矢量信号源产生出信号通过VSA矢量信号分析仪的捕获和分析,反过来可进行产品设计与真实产品之间的数据验证,即实现设计、仿真、测量和验证的有机结合。以AgilentADS高级设计仿真软件为代表的EDA软件,通过与Agilent公司测试仪器(包括:频谱分析仪,网络分析仪,信号源,示波器,逻辑分析仪等)的动态链接,从而实现了测量域与仿真域的有机结合,在设计、仿真和验证之间架起了桥梁,从而加速设计,提高设计质量,完善系统及部件的半实物仿真手段,达到迅速拓展满足需要的测量解决方案的目的。  自动测试系统的发展历史和现状  随着测量仪器功能的不断提高和完善,与其相关的自动测试系统(特别是军用ATS测试系统)的组建与发展也经历了从台式仪器ATS系统到卡式仪器ATS系统,从卡式仪器ATS系统到卡式仪器与台式仪器混合的ATS系统的发展过程。到目前为止,VXI结构的仪器(主要对于大通道数的数字信号测量)与GPIB标准的台式仪器(主要对于性能要求严格的射频/微波信号测量)相结合组建ATS测试系统已成为军用ATS测试系统普遍遵从的主流原则和典范。这与以美国为代表的军工用户在90年代提倡的采用COTS(CommercialOff-the-Shelf)流行商用仪器来构建军用ATS测试系统有很大关系,它可以极大地降低整个测试系统的组建、开发、维护、替换和升级的成本。  但是,由于军工行业系统研制周期和认证周期相对较长,系统维护和需要支持的周期通常在10年至20年,而民用科技的发展日新月异,流行商用仪器的更新速度越来越快,一些COTS产品在军工行业被大规模全面使用之前就已废型和停产,对于已定型的测试系统的维护和支持成为军工客户面临的最大问题,特别是那些基于特定硬件而开发的测试软件(TPS)的维护、支持和更新更是面临巨大的挑战。这一点在中国的客户群中也遇到了同样的问题。如何实现硬件的可互换性和软件的可互操作性成为保证整个系统生命力和生命周期的关键。与此同时,军用ATS测试系统还要满足其可靠性、机动性和灵活性的要求,并尽可能地降低开发、维护的成本,节省人力资源,改进硬件的现场替换效率和维修中心替换效率,改进武器系统快速应对地区乃至全球支持的战略要求。  下一代的自动测试系统  下一代测试技术及测试系统的标准  以美国为首的用户和仪器厂商近一年以来提出了一种新的测试仪器理念和技术以解决COTS仪器带来的问题,并同时满足未来测试系统的发展要求。该技术称之为NxTest,它就是基于LAN的模块化合成仪器(SyntheticInstrument)。安捷伦科技公司和VXITechnology公司于2004年9月为自动测试系统推出基于LAN的下一代模块化平台标准化-LXI。  LXI(仪器的LAN扩展)不仅提供了机架和堆叠式仪器的嵌入式测量技术和PC标准I/O连接能力,还实现了基于插卡式仪器的系统的模块化特点并减小了体积。对于为航空/国防、汽车、工业、医疗和消费电子市场开发电子产品的研发和制造工程师来说,LXI紧凑灵活的封装、高速输入/输出和可靠的测量功能有效地满足了他们的需求。VXI总线为所有高密度高速度应用提供了理想的标准,LXI则同时融合了VXI和以太网的优势,为用户提供了一个良好的高性能仪器平台,满足VXI通常没有满足的应用需求。LXI基于LAN的结构为例,为在航空和国防行业中长寿命仪器的实现奠定了基础。LXI没有带宽、软件或计算机底板结构限制。它可以利用日益提高的以太网吞吐量,为面临下一代自动测试系统挑战的工程师提供理想的解决方案。  LXI标准将由LXI协会负责管理。LXI协会是一家由主要测试测量公司组成的非营利机构。该集团的目标是开发、支持和推广LXI标准。安捷伦科技公司和VXITechnology公司利用其拥有悠久历史的模块化仪器设计,推出LXI平台,这是测试系统使用的开放式标准仪器发展中必然的可行一步。由于几乎每台电脑中都内置了以太网(LAN),以太网已经成为业界广泛认同的通信接口。互联网硬件价格正不断下降,速度正不断提高,局域网提供了其它点到点接口标准中没有提供的对等通信。测试和测量工程师日益认识到使用高速局域网替代专有测试测量接口(如GPIB)的好处,业内需要更低成本、更高带宽和更快的数据传送速率,这给专有测试测量接口提出了挑战。  LXI测试测量模块是为用于设计检验或制造测试系统而优化的。连接局域网的能力使得各模块可以装在世界上任何地方,并从世界上任何地方访问模块。与采用昂贵电源、底板、控制器和MXI卡和电缆的模块化组件不同,LXI模块自带处理器、局域网连接、电源和触发输入。LXI模块可以采用全宽或半宽,高度为一个机架单位或两个机架单位,实现了非常简便的混配功能。信号输入和输出位于正面,局域网和输入交流电源则位于每个LXI模块的背面。LXI模块由计算机控制,不要求传统机架和堆叠式仪器配备的显示器、按钮和拨号装置。LXI模块采用标准网络浏览器诊断问题,使用IVI-COM驱动程序进行通信,简化了系统集成。  LXI仪器的特点  LXI仪器具备了以下五大特点:  (1)开放式工业标准  LAN和AC电源是业界最稳定和生命周期最长的开放式工业标准,也由于其开发成本低廉,使得各厂商很容易将现有的仪器产品移植到该LAN-Based仪器平台上来。  (2)向后兼容性  因为LAN-Based模块只占1/2的标准机柜宽度,体积上比可扩展式(VXI/PXI)仪器更小。同时,升级现有的ATS不需重新配置,并允许扩展为大型卡式仪器(VXI/PXI)系统。  (3)成本低廉  在满足军用和民用客户要求的同时,保有现存台式仪器的核心技术,结合最新科技,保证新的LAN-based模块的成本低于相应的台式仪器和VXI/PXI仪器。  (4)互操作性  作为合成仪器(SyntheticInstruments)模块,只需30~40种左右的通用模块即可解决军用客户的主要测试需求。如此相对较少的模块种类,可以高效且灵活地组合成面向目标服务的各种测试单元,从而彻底降低ATS系统的体积,提高系统的机动性和灵活性。  (5)新技术及时方便的引入  由于这些模块具备完备的I/O定义文档(由军标定义),所以,模块和系统的升级仅需核实新技术是否涵盖其替代产品的全部功能。如此看来,合成仪器(SyntheticSystems)将实现下述五大目标:①非常长的产品和系统支持周期,应用软件将不再依赖于特定的硬件。②很小的系统体积,仪器不包含多余的显示、输入和其它美学设计部分。③应用清晰明确,仪器界面一致,升级快捷方便。④系统生命周期与产品生命周期保持一致。⑤供应商独立,测量硬件与测量技术没有直接联系。  展望未来  综上所述,21世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能,随着计算机技术与仪器的进一步融合,仪器的易操作性,易升级性,测量能力,数据处理和分析能力,都得到了大幅度提高。与此同时,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域,仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。自动测试系统经历了从GPIB系统到VXI系统,从VXI系统到VXI与GPIB混合系统的发展历程,越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力,面对未来的挑战,LXI仪器将在继承现有测试技术的基础之上,为下一代测试技术和测试仪器,特别是ATS测试系统的革新带来新的希望。
  • 2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究
    2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言:电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置,是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展,电子测试测量仪器的技术水平也不断提高,应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域,其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内,这一领域正经历着巨大的变革,从而催生出新的机遇和挑战。近年来,全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下,全球电子测试测量仪器市场规模持续增长,预计到2025年,全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势,2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币,预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下,智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展,电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来,全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势:智能化:电子测试测量仪器将向智能化方向发展,以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能,能够实现更高效、更精准的测试。集成化:电子测试测量仪器将向集成化方向发展,以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上,能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化:电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展,以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试,能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析,并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段,随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展,测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初,以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段:1820年,德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计,这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年,爱迪生发明了真空管,这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号,这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初,电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年,美国的贝尔实验室发明了示波器,这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现,极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶,电子技术的快速发展,推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年,美国的Tektronix公司发明了数字示波器,这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现,使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代,集成电路技术的出现,使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年,美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器,这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现,使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 (图片来源 Lazy Electrons,产品来源Tektronix)随着技术应用发展,电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展,为电子技术的进步和应用提供了重要支撑,如:1. 半导体技术的崛起(1950年代 - 1960年代):o 集成电路(IC)的出现推动了测试测量技术的发展,测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起,数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代(1970年代 - 1980年代):o 随着微处理器的普及,测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备(ATE)开始流行,提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试(1990年代至今):o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求,射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现,以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代(21世纪):o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求,尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源:Teradyne,产品来源:Teradyne、Litepoint)未来,电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步,电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司(后简称“思林杰科技”)成立于2005年,是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业;2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景;2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场;2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场,得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评;2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台;2022年完成IPO登陆上交所科创板;2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力,实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业,广东省高新技术企业,成立院士专家工作站,并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域,顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密,测试测量的需求规格高,并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励,譬如传感器端的高灵敏度微弱信号,高速的数字信号,射频频段的信号录播与回放,电源的电压电流数据采集分析等。最开始,客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试,NPI 转产时,客户寻求更高效的测试解决方案,我们和客户一起深入讨论需求和应用场景,自研了基于 FPGA 控制器架构,在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块,FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联,采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构,内部集成了ARM处理器,测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成,测试效率得到了很大的提升,同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代,思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台:有基于嵌入式架构的板卡形态,体积紧凑易于集成到设备里;有基于插卡式架构的仪器形态,多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建,适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段;同时思林杰科技有强大的按需定制能力,可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升,思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库,推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期,与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可,其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来,思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景,有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案,有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部,加深了与客户的紧密合作,对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队,自身具有制造与装配生产线,可保证质量与及时交付,并已通过IS09001,14001和27001等认证,运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势,2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下,全球电子测试测量仪器市场规模持续增长,预计到2025年,全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源:FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看,欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早,上下游产业链基础较好,市场规模较大,市场需求以产品升级换代为主,市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区,处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段,对电子测试仪器的需求潜力大,市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势,2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币,预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下,智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展,电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源:FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动:电子技术的不断发展,推动了电子产品的快速迭代,对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展,对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持,鼓励企业进行技术创新和产业升级,推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中,CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚,在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来,我国电子测试测量仪器行业发展迅速,涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来,全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势:智能化:电子测试测量仪器将向智能化方向发展,以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能,能够实现更高效、更精准的测试。集成化:电子测试测量仪器将向集成化方向发展,以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上,能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化:电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展,以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试,能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向:NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器, 搭配丰富灵活的仪器模块, 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等,涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理, 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案,同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑, 方便内嵌设备; 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发,也可作为多功能仪器使用;独立式仪器小巧紧凑, 可作为单⼀功能的仪器使用; 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态,方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件,具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能,支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析,并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域, 降低测试用例开发管理难度,提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求, 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上,自动生成固件;同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具,可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理, 可以动态生成仪器的固件,并下载到仪器中。对于不同的仪器模块,显示相应的虚拟仪表界面,方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件,思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案,推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面,思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中,SG2165 精密型源测量单元(SMU)能够实现四象限操作,精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能,具有功能丰富,体积小巧紧凑,标准测试接口等特点,非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制,为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元(SMU)SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表,其基本测量精度可达 0.1%,且支持多种测试激励模式,拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率,和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平,并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能;使用该平台可测试多种阻抗参数,测量精准的同时,可实现最快 5 ms 的测量速度,其紧凑、模块化的设计为产线元器件,材料,半导体,MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面,思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 (AFE)、模数转换器 (ADC)、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码,最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发,并可支持内部及外部触发采样模式。其中,FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列,采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态,如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统,方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用,可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程,在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面,思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案,并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试,基于BERT进行高速眼图重构,为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面,思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪( VNA )是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器,其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成,数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件,材料科学,电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪( VNA )SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体,最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案,覆盖到6.5 GHz频段,该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台( SDR )5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建,如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等,有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高,甚至需要定制化实现。因此,由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短,基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求,其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试,难度高,周期长,行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案,成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点,思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC(ARM+FPGA)控制器,通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层,可进行采集和激励信号的处理和算法加速,数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制,如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析;FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux,运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时,思林杰科技积累了丰富的仪器模块库,如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库,可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下,嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高,测试系统体积的大幅减小,总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来,NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外,在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建,此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业,如生物医疗、新能源等领域,思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案,提供核心模块的研发、验证、批量生产服务,譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速,生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理,高压信号与激光信号的激励与处理,AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域,更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域,思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用:微生物质谱检测系统应用 新能源应用:激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面,其中包括:高集成度和多功能性: 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能,以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度: 随着通信和数据传输速度的不断提高,测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准,如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化: 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能,具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用: 随着量子技术的发展,未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性: 随着设备越来越小型化,测试仪器也需要变得更小巧轻便,以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术: 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计,以减少对环境的影响。云服务和远程访问: 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务,实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言,未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展,以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入,测试测量市场将保持高速发展趋势,测试测量市场规模将越来越大,各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间,结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代,获得长远发展。作者简介陈昕(1982),男,2006英国约克大学获得通信工程硕士学位,毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管,现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。
  • 数字式密度计DMA 4200 M | 沥青的数字化测量
    沥青密度数字化测量石化行业中,沥青、半固体沥青、软焦油沥青是土木工程、道路工程和石油化工中重要的工业原料。质量检测最简单快速的方法是密度测量对于沥青材料的密度测量,数字式密度计相较于传统密度测量方法如比重瓶法,有多方面的优势。2018年美国材料实验协会(ASTM)发布了《用数字密度计(U型管)测量沥青、半固体沥青和软焦油沥青相对密度和密度的方法》(ASTM D8188-18)。2020-2021年间,ILS(国际实验研究组织)使用安东帕密度计DMA 4200 M 基于该标准进行了沥青密度的测量。DMA 4200 M要求和建议:原理上采用振荡U型管法,根据U型管的振荡频率计算其中样品的密度;测量池的样品中必须没有气泡,气泡会严重影响测量结果;报告中密度的准确度应达到0.3 kg/m3,实验室内的重复性标准偏差应达到0.9kg/m3;对于流动性小的样品,加热至可倾倒,但是加热时间不宜过长以防气泡混入,同时应避免局部温度下降引起凝固和堵塞;如果需要将密度转化为API值,可以参考ASTM D1250,导出合适的公式(排除玻璃膨胀系数)。沥青密度数字化测量最佳的解决方案脉冲激发法安东帕基于传统的U型振荡管法进行了改良,发明了脉冲激发法(PEMTM),提升了黏度修正的效率。得益于原理上的突破,DMA 4200 M搭载了自动气泡检测功能FillingCheckTM,能自动对测量池中的气泡发出警告。达到四位准确度和五位重复性标准偏差,满足标准中的要求。DMA 4200 M的测量池材质为哈氏合金C276,耐腐蚀、耐高温、耐高压。采用帕尔帖半导体控温,测量池最高可升温至200℃。可选配件进出样口加热附件,保证不出现局部降温导致堵塞。内置各种条件下密度与API值转换的表格,可自动将测得的密度转化为API值,并支持特殊样品自定义输入转换表。密度计系列更多石化样品的测量及自动化需求请联系安东帕安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 理想的多参数水质测量仪需要满足什么条件?
    为什么 YSI ProDSS 是理想的多参数水质测量仪?YSI 位于Yellow Springs Ohio,从事仪器制造行业已近 70 年。如今,公司拥有 200 多名员工。金泉市不仅是最新水质测量仪的生产地,也是其设计和开发基地。YSI ProDss是一款多参数水质测量仪。ProDSS 最为出众的特点在于其坚固性。它已通过坠落试验,从一米高处摔到混凝土地面上毫发无损,防水,具有军用规格电缆连接器,可用于任何照明条件。这种坚固的设计可以在全年任何天气条件下提供准确数据。ProDSS 是一款真正的野外便携仪器。它不仅精度高、坚固可靠、而且便于使用。对于初学者来说,简单上手,一只手就可以使用。结合单缆设计,该仪器在野外使用非常方便。ProDSS 兼具无与伦比的精确度和显著的易用性,旨在满足任何水质应用的需求,如水产养殖、地下水、地表水、废水及沿海应用等。无论是现场取样、实验室取样、分析和测量,该系统使数据采集更加准确、简单和高效。在开发和最终测试过程中,我们通过严格的规范测试来保证测量的准确性,并在出厂前对系统的每个组件进行测试,包括手持设备、电缆和传感器。 ProDSS是多种应用场景的理想选择在 YSI,我们对手持设备和传感器进行逐个查验,确保其符合我们的规格,提供高质量产品。DSS 代表数字取样系统。DSS采用数字智能传感器,可以安装在ProDSS电缆的任何端口。智能传感器在连接时会被仪器自动识别。利用来自传感器的数字信号,可使用长达 100 米的电缆。基于合作数十年的客户所提供的反馈,及我们的专业知识,开发出此款水质现场取样和分析仪器。数字智能传感器易于现场安装,可放置在任何端口。YSI有一支强大的支持团队,我们共同努力,把客户的需求放在第一位。ProDSS 蓄势待发,助力您更方便地开展工作。
  • 一文了解坐拥70亿美元市场的电子测试测量仪器行业
    电子测量仪器产业是知识经济的一个重要分支,也是信息社会的一个重要组成部分。电子测量技术与仪器的发展,以现代测量原理为基础,融合了最先进的电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等技术,使电子测量技术与仪器在现代工业与社会发展中获得了更广泛的应用。电子测量仪器的产品种类繁多,一般可将其分为专用仪器和通用仪器两大类:专用仪器是为某一个或几个专门目的而设计的,如电视彩色信号发生器;通用仪器是为了测量某一个或几个电参数而设计的,它能用于多种电子测量。 其中,通用电子测量仪器是电子测量仪器行业的重要组成部分,是现代科学技术发展的基础设备,主要包括数字示波器、波形和信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪及其他电子仪器(如万用表、功率计、逻辑分析仪、频率计和电池分析仪等),下游应用领域具体涵盖通讯、半导体、汽车电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。通用电子测试测量仪器销售市场特征1)欧美市场使用者相对成熟在通用电子测试测量仪器领域,欧美有是德科技、泰克、力科和罗德与施瓦茨等行业优势企业,培育了更为成熟的使用者,其能够熟练理解和使用功能日趋复杂的通用电子测试测量仪器,在选择相关仪器时能够更好的鉴别产品的性能,选择一些性价比高的品牌。2)经销渠道是行业主要的销售渠道通用电子测试测量仪器使用者主要包括电子相关产业的企业、教育院校和科研院所、个人爱好者等,数量众多且分散。因此,经销渠道是行业主要的销售渠道。经销商一般为电子类产品配套销售商,拥有一定的客户资源,为客户提供各类电子产品,其经营时间较长,通用电子测试测量仪器在其销售体系中占比较小,在产业链中处于较为强势的地位,通用电子测试测量仪器企业对经销商的控制力较弱。3)各档次产品并存发展通用电子测试测量仪器广泛应用于国民经济的各个领域,下游领域的应用场景不同,对仪器的性能指标要求不同,中低端应用场景是主流,高带宽和高频率产品主要应用于一些信号频率高的产品测量。因此,不同档次产品满足不同需求的应用场景,各档次产品并存发展。通用电子测试测量仪器行业市场情况1)持续稳定增长随着全球信息技术的发展、电子测量仪器应用领域的不断扩大以及5G、半导体、人工智能、新能源、航空航天等行业驱动,全球通用电子测试测量仪器市场将持续稳定增长。根据Technavio的数据显示,2019年全球通用电子测试测量行业的市场规模为61.18亿美元,预计在2024年市场规模达到77.68亿美元,期间年均复合增长率将保持在4.89%。数据来源:Technavio《Global General Purpose Test Equipment Market 2020-2024》华经产业研究院整理资料显示,我国电子测量仪器行业规模以上企业数量保持稳定增长态势,从2014年的150家发展到2019年的204家;电子测量仪器中国市场约占全球市场的三分之一,是全球竞争中最为重要的市场。2)各细分产品均衡、稳定发展从具体产品来看,数字示波器和频谱分析仪是细分产品中最重要的两类产品,在通用电子测试测量仪器中的比重达到20%以上。根据Technavio的统计数据,细分产品2019年的市场规模和市场占用率情况如下:3)全球各区域市场发展状况各异从区域来看,欧美等发达国家和地区具有良好的上下游产业基础,通用电子测试测量仪器产业起步时间早,市场需求以产品升级换代为主,市场规模大,需求稳定;亚太地区由于中国、印度为代表的新兴市场电子产业的迅速发展,已发展成为全球最重要的电子产品制造中心,对通用电子测试测量仪器的需求潜力大,产品普及需求与升级换代需求并存,需求将增长较快。根据Technavio的预测,各区域市场规模及占有率和年均复合增长率如下:各主要产品中不同档次产品的市场规模比较目前市场上尚无关于通用电子测试测量仪器各主要产品中不同档次产品的市场规模的统计数据,结合各主要产品中不同档次产品的主要应用场景以及发展情况等因素,可知各主要产品中不同档次产品的市场规模比较情况呈现的特点一致,具体为:低端产品的主要应用场景相较于中高端产品较多,下游应用领域对其数量的需求较大,但其销售单价较低;中高端产品的市场需求数量相对较少,但其销售价格较高,特别是高端产品,其销售价格高昂。如根据是德科技的官方网站,其低端数字示波器EDUX1002A(带宽为50MHz)的参考起价为531美元,而中端数字示波器DSOS204A(带宽为2GHz)的参考起价为2.9万美元, 高端示波器DSOZ634A Infiniium(带宽为63GHz)参考起价达到56.99万美元。行业内主要企业情况1)是德科技是德科技于2014年11月从安捷伦科技分拆而来,位于美国加州圣罗莎,是全球领先的测量仪器公司,为电子设计、电动汽车、网络监控、5G、 LTE、物联网、智能互联汽车等提供测试解决方案。公司在美国、欧洲和亚太地区设有工厂和研发中心,客户遍布全球100多个国家和地区。公司在纽约证券交易所上市,股票代码KEYS,2021上半财政年(2020年11月至2021年4月)营收24.01亿美元。主要产品:示波器和分析仪类、万用表等仪表类、发生器、信号源与电源类、无线网络仿真器类、模块化仪器类和网络测试仪器类等。2)泰克泰克成立于1964年,2016年并入福迪威集团(美国纽交所上市代码FTV),位于美国俄勒冈州比弗顿,是一家全球领先的测试、测量和监测解决方案提供商。泰克是世界第一台触发式示波器的发明者。当今泰克已成为全球主要的电子测试测量供应商之一,其市场遍布全球各洲,办事处遍布21个国家和地区。泰克的客户遍及全球的通信、计算机、半导体、军事/航空、消费电子、教育、广播和其他领域。主要产品:示波器、信号发生器、电源、逻辑分析仪、频谱分析仪和误码率分析仪以及各种视频测试产品等。3)罗德与施瓦茨罗德与施瓦茨成立于1933年,总部位于德国慕尼黑,是测试与测量、广播电视、网络安全、无线电通信和安全通信领域中质量、精准和创新的代名词,是移动和无线通信领域的市场领先供应商,提供全面的测试与测量仪器和系统,以用于组件和消费类设备的开发、生产与验收测试,以及移动网络的建立和监测。此外,公司还瞄准其他重要的测试与测量市场,包括汽车电子、航空航天、所有的工业电子以及研发和教育领域。在全球超过70个国家、地区设有销售和服务网络。2020财政年(2019年7月至2020年6月),公司的净收入为25.8亿欧元。主要产品:无线通信测试仪和系统、信号与频谱分析仪、信号发生器、示波器、音频分析仪以及广播电视测试与测量产品等。4)力科力科成立于1964年,总部位于美国纽约,是全球唯一一家专业专注于数字示波器的厂商,持续为工程师们创造“最能解决问题”的示波器,当今数字示波器中的一些耳熟能详的“术语”都是力科最先发明或引入到示波器领域的。在亚洲和欧洲设有分支机构。主要产品:示波器、任意波形发生器、高速互联分析仪、逻辑分析仪等。5)美国国家仪器公司美国国家仪器公司成立于1976年,总部位于美国特拉华州,是一家以测量计算仪器为主导的供应商,主要业务范围包括测试和测量及工业自动化,主要业务区域为美洲、欧洲、中东、非洲、印度以及亚太地区。公司为美国上市公司,股票代码为NATI.O,2021年1-6月营业收入为6.82亿美元。主要提供:设备状态监测、动态测试、嵌入式控制、硬件在环测试、多媒体测试、射频与通信测试、声音与振动测试、台架测试与控制等产品及方案,具体包括相关的工程软件以及硬件设备,硬件设备主要包括数据采集与控制设备(多功能I/O等)、电子测试和仪器(示波器等)、无线设计和测试(信号发生器等)以及相关配件。6)固纬电子固纬电子成立于1975年,总部位于中国台湾,是台湾创立最早且最具规模的专业电子测试仪器厂商,在亚洲和美国设有分支机构。公司在台湾证券交易所上市,股票代码2423,2021年1-6月营业收入为2.78亿元。主要产品:数字示波器、信号发生器、 电源、频谱分析仪、电子负载等。7)普源精电普源精电成立于1998 年,总部位于苏州,是全球测试测量行业的创新者,全球电子测试测量行业的优秀品牌之一,是目前测试测量行业唯一拥有自主芯片研发能力的国内公司。在美国、德国、日本和台湾等地设有分支机构,产品销往全球80多个国家和地区,2020年度营业收入为3.54亿元。主要产品:数字示波器、波形发生器、频谱分析仪、射频信号源、数字万用表及电源等。8)创远仪器创远仪器成立于2005年,总部位于中国上海,在北京、南京、广州、深圳、成都、西安、长沙、武汉等地设有分公司或办事处,是一家自主研发射频通信测试仪器和提供整体测试解决方案的专业仪器仪表公司。该公司为新三板精选层公司,股票代码为831961,2021年1-6月的营业收入为1.89亿元。主要产品:信号分析与频谱分析系列、信号模拟与信号发生系列、无线电监测与北斗导航测试系列、矢量网络分析系列、无线网络测试与信道模拟系列。9)鼎阳科技鼎阳科技成立于2007年,多年来一直专注于通用电子测试测量仪器及相关解决方案,是全球极少数能够同时研发、生产、销售数字示波器、信号发生器、频谱分析仪和矢量网络分析仪四大通用电子测试测量仪器主力产品的厂家之一,是国家级重点“小巨人”企业。公司总部位于深圳,在美国克利夫兰和德国奥格斯堡成立了子公司,在成都成立了分公司,在北京、上海、西安、武汉、南京设立了办事处。该公司于2021年12月成功登录上海证券交易所科创板,股票代码688112。2021年1-9月营业收入2.08亿元。主要产品:数字示波器、函数/任意波形发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频/微波信号发生器、直流电源、数字万用表、手持示波表等。
  • 安捷伦科技测量仪器第二家体验店上海成立
    2011年5月11日——为了给中国客户提供更佳的服务,满足客户的采购需求,安捷伦科技有限公司与安捷伦授权的工业电子测量仪器分销商——上海咏绎仪器仪表有限公司共同合作于2011年04月18日设立了安捷伦科技电子测量仪器体验店并进行了开业剪彩仪式。  通过成立安捷伦科技电子测量仪器体验店,安捷伦及其授权的分销商可以为中国客户提供更为快捷、更为便利、更为专业的产品展示、演示与采购服务,并让客户可以透过拜访安捷伦科技电子测量产品体验店,立即亲身体验安捷伦产品的创新性、便携性,高质量和优异性价比。  安捷伦科技电子测量仪器体验店内, 主要展示产品项目有工业电子测量仪器仪表与一些通用测量仪器仪表, 包含: 安捷伦手持式数字万用表, 手持式示波表, 手持式电桥表, 手持式钳型数字万用表, 手持式多功能校准仪/万用表, 台式数字万用表, 台式电源, 台式示波器产品等。
  • 美国TSI公司激光流体测量仪器培训及技术研讨会
    LDV/PDPA 、PIV及V3V原理、系统构成与典型应用LDV/PDPA 与PIV硬件安装、调试与维护LDV/PDPA 与PIV软件参数设置与使用实验(加湿器与磁力搅拌器涡流实验)激光流体测量技术在消防与发动机喷嘴,汽车外形,飞机机翼,搅拌槽桨片,大型水坝等机械设计与制造,和湍流、边界层等复杂流动的研究中具有越来越重要的作用。TSI公司是专业的流体测量仪器生产供应商。从1984年进入中国,目前已经成为中国市场占有率最高的流体测量仪器厂家。为了提高用户的应用水平,TSI公司特举办此次研讨会,将系统的介绍LDV/PDPA、PIV及V3V原理、构成及应用,还将进行硬件及软件的实际操作培训。 相位多普勒粒子分析仪(LDV/PDPA)是单点、非接触式、高精度与高响应频率的测量工具,利用流体中运动微粒散射光的多普勒频率与相位变化来获得流体一维至三维速度与微粒粒径信息。 粒子图像测速仪(PIV) 通过对比分析一定时间间隔连续拍摄的两张示踪粒子的图像,获得流场中一平面上两维或三维的速度场。 体三维速度场仪(V3V),将激光流场测量技术带入了一个全新的层面,能在真实的流体立方体积内测量完整的体三维速度场。 会议安排2011年6月21日上午:理论培训及讨论:原理及系统构成介绍、系统各部件介绍与典型应用下午:硬件操作培训:LDV/PDPA(激光器安装及激光准直、分光器与耦合器安装、发散接收探头光斑重合度检验及校正、粒径测量探头安装);PIV(激光器操作、相机操作与系统标定) 2011年6月22日上午:软件操作培训:LDV/PDPA(Flowsizer)、PIV(Insight3G)软件参数设置及基本操作下午:实验:加湿器喷雾及磁力搅拌器会议地点北京市蟹岛绿色生态农庄(蟹岛度假村)电话:010-84324910/12地点:北京市朝阳区蟹岛路1号(首都机场辅路中段南侧)签到时间:6月20日中午后交通:北京市内用户可乘641路公交车直达蟹岛度假村东门,或乘10号线地铁于三元桥倒641路到达;乘飞机到达的用户可从首都机场乘出租车直接前往机场辅路中段南侧蟹岛路1号的蟹岛度假村。
  • 华盛昌智能传感测量仪研发生产建设项目动工
    2023年6月9日上午,华盛昌(惠州)科技实业有限公司智能传感测量仪研发生产建设项目奠基动工仪式在惠州市仲恺高新区潼湖生态智慧区举行。   据悉,华盛昌(惠州)科技实业有限公司智能传感测量仪研发生产建设项目位于潼湖生态智慧区中韩(惠州)产业园起步区内,建成投产后主要进行数字万用表、数字钳形表、电力测试器、红外热像仪、红外测温仪等各类多功能测量仪器的研发生产和销售。项目规划用地面积约3.1万平方米,总建筑面积约11.7万平方米,总投资额约4亿元,项目全部建成并达产后预计年总产值约12亿元。   华盛昌(惠州)科技实业有限公司系深圳市华盛昌科技实业股份有限公司全资子公司,深圳市华盛昌科技实业股份有限公司作为国内集专业自主设计、研发、生产和销售各类测量仪器仪表于一体的企业,华盛昌坚持持续创新发展,为更好响应国家政策,其在原有的业务基础之上拓展了医疗和新能源领域。其建立了分子诊断技术平台、免疫层析技术平台,并推出了实时荧光定量PCR分析仪,另一方面,华盛昌创新设计研发充电桩、户外移动电源、家用储能等系列新能源产品,积极布局新能源板块海内外业务。
  • 电子测量仪器行业产业链全景梳理及区域热力地图
    行业主要上市公司:同惠电子 ( 833509.BJ ) 坤恒顺维 ( 688283.SH ) 普源精电 ( 688337.SH ) 鼎阳科技 ( 688112.SH ) 优利德 ( 688628.SH ) 等本文核心数据:电子测量仪器产业链 电子测量仪器代表性企业产销情况 电子测量仪器代表性企业业务规划产业链剖析:行业产业链庞大,产品所涉及的应用领域广泛电子测量仪器以电子技术为基础,是一个融合多学科、多种先进技术的基础性行业,由于其囊括了电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等,因此产业链相对复杂,产业链上中下游的企业类型也多种多样。在产业链上游方面,主要为电子元件、电子器件、电子材料、机电产品等。其中,电子元件和电子器件统称为电子元器件,是电子测量仪器的主要原材料之一。在产业链中游方面,主要包括电子测量仪器的研发、生产和销售,中游的企业主要分为通用电子测量仪器制造企业和专用电子测量仪器制造企业。在产业链下游方面,由于电子测量仪器是电子信息产业不可或缺的支撑保障,所有与电子设备有关的企业和行业几乎都需要使用电子测量仪器。目前,航空航天、新能源汽车、物联网、5G 应用、射频前端等行业快速增长,有效推动了电子测量仪器的快速发展。电子测量仪器产业链区域热力地图:广东分布最集中从我国电子测量仪器行业企业区域分布来看,电子测量仪器行业企业主要分布在广东地区,其次是在江苏、浙江和山东等地区 其余地方,如陕西、安徽、福建等省份虽然有企业分布,但是数量较少。注:数据统计时间截至 2023 年 6 月 2 日。从中国电子测量仪器行业的代表性企业分布情况来看,广东代表性企业数量最多,其次是江苏和上海。电子测量仪器产业代表性企业产销情况从当前行业内代表性上市企业的电子测量仪器产品产销量情况来看,2022 年,除皖仪科技以外,中国电子测量行业代表性企业电子测量仪器产量产销率均在 90% 以上。电子测量仪器产业代表性企业业务规划目前,中国电子测量仪器行业上市公司在电子测量仪器业务主要规划集中在加大研发投入,扩大产能及品类覆盖。
  • 神舟十太空授课直播科学实验 质量测量仪等亮相
    神舟十号载人飞船于近日成功发射后,教育部与中国载人航天办、中国科协共同主办了神舟十号航天员太空授课活动,这是我国首次太空授课,由中央电视台于6月20日10:04&mdash 10:55进行了现场直播,授课内容为太空环境下的科学实验。这是一次绝无仅有的授课活动。其意义不仅仅在于王亚平所站讲台的高度以及我国青少年因此得到的太空知识,更在于它向世界传递了我国在航天科技方面的独特探索&mdash &mdash 正如此次太空授课围绕&ldquo 微重力&rdquo 这一太空科学重大命题所设计的实验活动,既是航空科技的基础,也一直是各国太空科技竞赛的主题。  6月20日,神舟十号航天员在天宫一号为全国青少年进行太空授课。神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验,展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。  6月20日,来自北京16所学校的335名学生在中国人民大学附属中学设立的太空授课地面课堂现场等待太空授课开始。与此同时,全国8万余所中学6000余万名师生同步组织收听收看了太空授课活动实况。  这是航天员王亚平在演示失重环境下的物体运动。设备是物理课上常见的实验装置&mdash 单摆。王亚平沿切线方向轻推小球,奇妙的现象出现了,小球开始绕着T形支架的轴心做圆周运动&mdash 而在地面对比试验中,需要施加足够的力,给小球一个较大的初速度,才能使它绕轴旋转。原来,这也是因为在太空中重力消失,系统不具有回复力,在获得初速度后,单摆不会做往复运动而只做圆周运动。  这是在中国人民大学附属中学太空授课地面课堂,同学们举手向航天员王亚平提问。  这是航天员王亚平在演示太空质量测量。&ldquo 生活中如何测量质量?&rdquo 王亚平以提问的方式开始讲课。地面课堂的同学们有的说用天平,有的说用电子秤,还有人提到用&ldquo 曹冲称象&rdquo 的办法。但是,这些方法在太空失重的环境下都将&ldquo 失灵&rdquo ,那么航天员如何测体重?王亚平用天宫一号上的质量测量仪现身说法。他们从舱壁上打开一个支架形状的装置,聂海胜把自己固定在支架一端。王亚平拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字:74.0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。王亚平解释说,质量测量仪的原理是通过弹簧产生力并测出力的加速度,然后根据牛顿第二定律计算出质量。  这是授课活动结束后,地面课堂的同学们和航天员们挥手道别。
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