一、引言
最初作为测量器具的仪器在促进科技和生产发展的同时，在现代科学技术和生产力的推动下，已成为完整的仪器科学与技术学科。作为测量和测试技术集中体现的仪器科学与技术学科，在当今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”、国民活动中的“物化法官”已广为人们所理解。
根据国际发展潮流和我国发展现状，仪器科学与技术学科主要组成包括：工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统；科学测试、分析技术及科学仪器；人体诊疗技术及医疗仪器；信息计测技术及电测仪器；专用检测技术及各类专用测量仪器；相关传感器、元器件、材料及技术。仪器科学与技术学科领域科技和产业发展的主要特点和发展趋势是：学科面对的产品种类和品种多样化；产品的稳定性、可靠性和适应性要求很高；产品的技术指标和功能不断提高；最先应用新的科学研究成果，高新技术大量采用；仪器及测控单元微小型化、智能化、可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用；仪器测控范围向立体化、全球化扩展、测控功能向系统化、网络化发展；便携式、手持式以至个性化仪器大量发展。
目前，我国仪器科学与技术学科从理论研究、计量基准、产品制造技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用等方面已日趋完善，并形成门类品种比较齐全、布局较为合理、具有相当技术基础和生产规模的仪器仪表产业体系。从产品的科技水平分析，目前绝大部分国产仪器的科技水平处于国际上20世纪90年代初、中期的水平，中低档产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定；少数中高等产品，已接近国际水平。在工程应用技术方面，已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工程。但在高技术含量的自动化仪表系统及系统、科学测试仪器、传感器、元器件等产品的竞争上，国内仪器仪表行业还基本上处于相当被动的境地。可喜的是，随着我国经济持续稳定地快速增长和“企业要成为科技创新主体”国策的实施，我国仪器仪表产业规模的年增长速度连续四年超过20%，近期我国仪器科学与技术学科领域科技和产业发展在实现微型化、智能化、数字化、集成化和网络化等方面紧跟国际发展的步伐，具有自主知识产权部分的开发研制及产业化，取得了显著的进展。特别是自动化仪表及大型控制系统出现重大进展，解决了现场总线在仪器仪表和控制系统中应用的一些关键技术，在基于HART、FF现场总线的变送器、执行机构、控制系统等方面取得了重大成果，达到国际先进水平，并已开始实施产品化，打破了由国外大公司垄断的局面；研究解决了工业实时以太网系列关键技术，原创性地提出了EPA(Ethernet for Plant Automation)工业控制网络通信技术，制定了我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准和国际标准；先进控制与优化软件产业化取得重大突破，已基本可以平等地与国际著名的Aspen、Honeywell竞争；解决了大型控制系统在工程应用中的可靠性问题，在石油化工、大型电力、核电、冶金等领域得到广泛应用。
本报告除介绍上述情况外，还对我国仪器科学与技术学科发展的未来需求和目标进行了剖析，在此基础上对我国仪器科学与技术学科领域科技研究和产业发展方向、仪器科学与技术学科发展的组织方式和相应政策措施提出建议。
二、仪器科学与技术学科的内涵和组成
(一)仪器科学与技术学科的内涵
马克思曾说过，制造和使用工具，是区分人和动物的根本标志。人类也正是在制造和使用工具的不断发展中加快认识世界、改造世界(包括人类本身)的进程。“工欲善其事，必先利其器。”在人类进化和社会发展的历史长河中，在创造、制作、使用工具改变生活环境和自身的过程中，仪器作为计量器具、疾病诊疗辅助器械和观天测地器件，是人类智慧的结晶，是直接扩展人类感知、操作能力的工具，为人类建立和发展科学研究、扩展生产规模创造了有利条件。
著名科学家门捷列夫说过：科学是从测量开始的。最初作为测量器具的仪器在促进科技和生产发展的同时，在现代科学技术和生产力的推动下，已形成较完整的仪器科学与技术学科。她是当今社会人类对物质世界(包括人类创造的各种工具和人类本身)进行测量，并使人类能方便监控物质世界使之达到最佳目标的基本手段和技术，是人类认识世界和改造世界的重要工具。我国著名科学家钱学森明确指出：“发展高新技术，信息技术是关键，信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术，测量技术是关键和基础。”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根本的组成部分。”作为测量和测试技术集中体现的仪器科学和技术学科，其在当今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”、国民活动中的“物化法官”已广为人们所理解。
实际上，随着人类制造和使用工具的规模不断向高、大、精、尖发展，人类活动的规模和深度不断扩大和深入，人类已不可能通过自己的感觉、思维和体能器官直接观测和操作工具使之达到既定的目标。仪器科学和技术学科的内涵就是专门研究、开发、制造、应用各类仪器以使人的感觉、思维、和体能器官得以延伸的科学技术学科，从而使人类具有更强的感知和操作工具的能力来面对客观物质世界能以最佳或接近最佳的方式发展生产力、进行科学研究、预防和诊疗疾病及从事社会活动。
(二)仪器科学与技术学科的组成
仪器科学与技术学科作为工程性学科，有关仪器运行、应用的理论研究，新技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用集中体现在新型仪器仪表的传感器、元器件和材料等领域的研究和产业化中，科技研究和产业发展紧密结合。目前，根据国际发展的潮流和我国现状，仪器科学与技术学科主要促成包括：工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统；科学测试、分析技术及科学仪器；人体诊疗技术及医疗仪器；信息计测技术及电测仪器(主要是电子测量仪器和电工测量仪器，包括仪表校验装置和计量基准)；专用检测技术及各类专用测量仪器；相关传感器、元器件、材料及技术。
三、仪器科学与技术学科领域科技和产业发展的特点
(一)仪器科学与技术学科领域科技和产业发展特点
根据仪器科学与技术学科的内涵和组成，目前仪器科学与技术学科领域科技和产业发展具有以下主要特点。
1.产品种类多样化
据不完全的统计，我国仪器科技产品原属国家机械局归口的工业自动化仪表及控制系统、科学仪器、电工测量仪器及其他各类测量仪器仪表已发展到13大类，145小类，800多个系列，16000多个产品品种；属信息产业部归口的信息技术电测仪器有20大类，2000多个产品品种；属卫生系统归口的医疗仪器也有23大类，2000多个产品品种；相关传感器、元器件及材料的产品品种更是不胜枚举。
工业自动化仪表及控制系统主要是各类生产现场的仪表及控制室仪表，其中包括各种温度、压力、流量、物位等过程检测仪表，各种变送、调节仪表、各种执行伺服装置及执行器，各种PLC(可编程逻辑控制器)，SLC/MLC(单/多回路调节器)，各种专用控制器、DCS(分散控制系统)、FCS(现场控制系统)等。
科学仪器主要包括各种电化学、光学、热学分析仪器，质谱、波谱、色谱分析仪器、能谱及射线分析仪器、物性分析仪器、生化分析仪器、在线分析仪器及光学仪器、试验机、实验室仪器等。
信息技术电测仪器主要是各种电子测量仪器、电工测量仪器、仪表校验装置和计量基准，其中电子测量仪器包括信号(频率、时延、相位等)测量分析仪器、信号源、元器件参数测量仪器、通信信道测量分析仪器、电声测量仪器、广播音响测量仪器、通信测试仪器、光纤测量仪器等；电工测量仪器包括电能计量仪表(含计费仪表)、安装式电表、精密电表(实验室和便携式电表)、数字仪表、电测量仪器(交流仪器、直流仪器)、磁测量仪器、扩大量限装置、自动抄表系统、电力监控仪器仪表及系统、电能计量管理及电力负荷控制系统、自动测试系统、校验装置、电源装置等。
医疗仪器主要是各种人类疾病的预防、诊断、治疗仪器及保健、康复、临床检验、妊娠控制仪器，其中包括医用X射线与磁共振影像设备、医用超声仪器、医用电子仪器、临床检验分析仪器(体外诊断仪器)、医用激光仪器、医用分析仪仪器、医用检测仪器、医用光学仪器、医用实验设备、物理治疗设备、微创介入与植入式真挚系统、细胞和分子层次上的诊治仪器(含生物芯片与仪器)、中西医结合仪器、新型医疗仪器等。
其他各类测量仪器仪表主要是国民经济某一部门用得较多而其他部门使用较少的各类专用仪器仪表和系统，涉及导航制导仪器、大地测量仪器、地震地质仪器、农林牧渔仪器仪表、气象海洋水文天文仪器、核仪器、船用仪器、汽车用仪表，轻工仪器仪表等。
2.产品的稳定性、可靠性和适应性要求高
信息技术的要素包括信息的获取、存储、处理、传输和利用，而各行各业的信息获取正是靠仪器科技装备来实现的。如果获取的信息不准确、不稳定、不可靠，都会使随后的存储、处理、传输毫无意义，甚至产生错误，造成巨大损失。加上很多部门对仪器科技装备获取信息是要求24小时连续，长年不懈，这就对产品的稳定性、可靠性提出特别高的要求。此外，仪器科技装备几乎运行于地球及其外层空间的任何地点，很多时候是需在有毒、强腐蚀、有爆炸危险或失重、高速的状态下进行监测、监控任务，因此对产品的环境适应性要求很高。
我国生产的各类仪器科技装备主要产品，包括工业自动化仪表与控制系统、科学仪器、医疗仪器等，虽然各项技术指标同国外同类产品比较差距不算很大，但稳定性、可靠性和环境适用性却又明显差距，从而影响了国产仪器仪表技术装备的市场占有率。
3.技术指标和功能不断提高
就如奥林匹克运动的口号是“更高、更快、更强”一样，仪器科学与技术学科在提高科技研究水平及其相关仪器的技术指标和功能上的追求是无止境的，测控技术及其相关仪器的技术指标水平是一个国家仪器科学与技术学科水平的量化标准。以扩大检测范围指标来说，如电压从纳伏~百万伏；电阻从超导至1014Ω经；谐波测量到51次；加速度为10-14~104g；频率测量至1012Hz；压力测量至108Pa等，温度测量从接近绝对零度至1080C等，以测量精度指标来说，工业参数测量提高至0.02%以上，航空航天参数测量达到0.05%以上，计量精度和科学仪器达到的精度更是与时俱进。以提高测量的敏感度来说更是向单个粒子、分子、原子级发展。提高测量速度(响应速度)，静态0.1~0.02ms，动态为1us。提高可靠性，一般要求为(2~5)×104h，高可靠性要求2.5×105h。稳定性(年变化)?±0.05%(高精度仪器)或?±0.1%(一般仪器)。提高产品环境适应性，根据不同用户的要求，有高温、高湿、高尘、腐蚀、振动、冲击、电磁场、辐射、深水、雨淋、高压电、低气压等条件下的适应性。
4.大量采用高新技术
仪器作为人类认识世界、改造世界的第一手工具，是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。仪器科学和技术学科作为研究、开发、制造、应用仪器的学科，新的科学研究成果和发现(如信息论、控制论、系统工程理论，微观和宏观世界研究成果)及大量高新技术(如微弱信号提取技术、计算软件、硬件技术，网络技术，激光技术，超导技术，纳米技术等)均成为仪器科学和技术学科发展的重要动力。仪器不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用、集成新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的仪器装置和系统层出不穷。
5.仪器及测控单元微小型化、智能化、可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用
仪器及测控单元大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断象微小型、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，仪器和测控单元的微小型化和智能化将是长期发展特点。从应用技术看，微小型化和智能化仪器及测控单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
6.仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展
随着仪器所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如，一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千，它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动控制子系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
7.便携式、手持式及个性化仪器大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人民生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要特点。科学仪器的现场化、实时在线化，特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器将有较大发展。
(二)仪器科学与技术学科领域科技和产业的发展趋势
1.学科领域科技发展趋势
学科领域技术发展的趋势是利用各学科最新科技成果，特别是结合材料、微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科及大规模集成电路、微纳加工、网络等各种新技术，开发新的微弱信号敏感、传感、检测、融合技术，物质原子、分子级检测技术，复杂组成样品的联用分析技术，生命科学的原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测技术，工业自动化测控的在线分析、原位分析、高可靠性、高性能和高适用性技术，新学科领域的计量技术，各类应用领域的专用、快速、自动化检测和计量技术。这些科技发展趋势，具体表现在下列一些方面。
(1)与微电子技术、MEMS技术结合，实现敏感单元与信号调理电路集成，有利于敏感单元微弱信号检测、放大及处理，大大减小了传感器体积，有效提高了传感器的抗干扰能力。
(2)与纳米技术结合，基于传感器实现的新方法，采用纳米结构或纳米材料的某些典型特性，设计极高灵敏度的痕量检测微系统。
(3)与生物技术结合，开发微型生物、化学传感系统，用于疾病检测、生化分析、有毒有害物质检测等领域。
(4)与网络、通信技术结合，开发网络化传感技术和微弱信号融合技术，用于有用信号增加及原位、在体、实时、高灵敏度、高通量、高选择性检测等。
(5)结合太赫兹辐射技术，开发太赫兹光谱检测、太赫兹成像分析和太赫兹遥测技术，用于国防、安全检测、材料识别与诊断、生产检测、生物医学应用等领域。太赫兹辐射(T-射线，波长为30~3000μm范围内的电磁波)可以象X-射线那样穿过某些材料“看”到其背后的物质，T-射线光子能量极低，不会对人体和其他材料造成电离，大多数包装材料如纸张、碳素板、塑料等对T-射线都是透明的，而金属和含有水分的材料不能透过T-射线，可以利用T-射线进行成像，透视出包装物品内部物体的T-射线图像来，从而可以应用于机场行李箱的安全检查和人体内有损伤或破裂器官的检查。
(6)结合分子影像学，开发活体内可见光成像分析、小动物光学分子成像分析技术，可实现无创伤、实时、活体、特异精细(分子水平)的显像分析。
(7)结合表面曾江拉曼散射(SERS)技术，开发针尖增强拉曼显微分析、生物芯片SERS分析技术，具有灵敏度高、干扰小的特点，适合于研究界面效应，可以解决生物化学、生物物理和分子生物学中的许多检测难题，有望解决超高灵敏度分析问题，甚至进行单细胞和单分子分析。
(8)结合核磁共振技术，开发新的核磁共振波谱分析、核磁共振成像分析技术，以提高灵敏度、空间分辨率和时间分辨率。其中高时空分辨成像技术，还直接导致形成了脑功能成像这一新的研究领域。
(9)结合像差校正等技术，开发电子、粒子束微区分析技术，利用电子、粒子束探索和分析样品表面形貌、原子和分子结构、元素组成、化学状态。电子、粒子束微区分析技术在材料科学、微电子学、化学与催化、环保、能源、生命科学等领域应用很广，其分辨本领有日益提高的趋势，目前点分辨已突破1A的限制，能量分辨率达到0.1eV水平。
(10)结合生命科学技术，开发基因测序和基因转录检测技术、蛋白质鉴定和大规模蛋白质相互作用检测技术、蛋白质组生物信息检测和代谢组学分析技术。
(11)结合生命科学技术、化学科学与信息科学的发展，在生物技术芯片基础上开发生物芯片检测分析技术、微流控检测分析技术，这是当前正在急速发展的高新技术和科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学科学与信息科学发展的重要技术平台，能提供生命信息的微全分析系统；通过分析装备微型化、芯片化、集成化，使分析效率成百倍、千倍地提高，试样和试剂消耗大幅度下降；其最终 目标是在芯片大小的空间实现化学实验室的全部功能，即所谓“芯片实验室”，受到科技界高度重视。
(12)结合控制技术、通信技术、计算技术、制造技术，开发高性能测控技术、从而使仪器科技产品具有高的测量精度和丰富的功能，并且以软硬件结合的方式向控制优化、管理优化、工程集成方向发展，使大型控制系统具备大量工业自动化设备的协调应用和管理功能，能将不同厂家生产的各种仪器仪表产品无缝地集成为一个协调系统，以满足用户的要求。
(13)结合纠检错理论和自校正、自适应、自诊断等技术，在应用新器件、新材料基础上，开发高可靠性和高适用性测控技术及其产品，从而使仪器科技产品的可靠性呈数量级提高，并适合在高温、高压、高压差、强冲刷、强辐射、强腐蚀、强毒性、多相流等复杂工况和恶劣环境中使用。现场仪器仪表复杂、易损、难以维修的状况正在改变，出现了使用期不需调整维修的仪器科技产品。
(14)结合纳米科技的发展，开发纳米测量技术，建立纳米计量测试标准。
(15)结合量子物理的发展，开展基于量子物理的计量基准的建立和完善。
2.产业发展趋势
发达国家为了保持产品在国际上的竞争力，都十分重视产品开发，各企业都设有试验研究、设计结构，有相应的实验室。大型公司还有试制车间，对新开发的产品精益求精，力求投入市场的新产品能为客户所信赖。为了加快产品更新换代，企业非常重视科技进步，尽量在新产品中采用各种高新技术及其形成的新型传感器、新型器件(特别是超大规模集成专用电路)及新材料，并采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)以缩短新产品开发周期。
国际上仪器科技产品的发展趋势是微型化、数字化、智能化、集成化和网络化进一步向纵深发展，并在产品性能上向高精度、高可靠性、高环境适用性目标前进，在人机界面上更便于人的操作、使用，以及与人类生活、健康有关的各类仪器科技产品有望得到较大的发展并进入家庭，通过家庭、社区、医院联网使保健、疾病诊治从医院象社区、家庭发展。
仪器科技产品的微型化发展趋势，主要依托于微机电系统(MEMS)微米/纳米制造技术和微电子IC制造技术，使仪器科技产品集机械、传感、测控等部件于一个芯片上，并能按微电子IC批量加工工艺制造。
仪器科技产品的数字化、智能化发展趋势，随着微电子技术、计算机技术、人工智能技术的发展而进步，它使仪器科技产品与数字处理器，超大规模专用集成电路、PC技术、人工智能技术进一步融合在一起。国际上目前先进的数字化、智能化仪器仪表系统构成，以数字信号处理系统(DSPS)为代表，它以DSP为核心，配合先进的混合信号电路，专用系统集成电路、元件及开发工具等组成对整个应用系统的完整解决方案。在数字化和智能化发展的趋势中，硬件和软件处于同样重要的地位，旦硬件是基础，仪器使用新器件、新工艺，特别是超大规模集成的新器件，能使原来不能实现的指标成为可能，因此新器件的采用能成为产品竞争的重要筹码。另一方面软件在智能仪表的发展中起着越来越重的作用，现代仪器仪表设计中软件工作量已占到70%~80%，这在某种程度上决定着仪器的功能和性能。软件能完成性能指标补偿、自动测试，自检、自诊断、数据采集、控制、传输、显示等功能。有的如计算机、光盘等的评估测试，主要由软件完成。软件将成为今后智能仪表发展的重要方向。未来10年，更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的表达与应用。
仪器科技产品的集成化、网络化发展趋势，以总线技术、仪表及其模块开放式互联标准及通信技术为基础，包括测试软件的规范化、标准化，使自动测试系统的构成向大生产领域和军事工程领域扩展，并能提供所需要测试的系统方案或系统饿集成能力。
医疗仪器作为以人体疾病诊疗、预防为目标的装置。随着全球性医学目的以治愈疾病和阻碍死亡为主调整到以预防及早期诊断为主，国际上医疗仪器的发展中心将象早期诊断装置、个人健康状况检测装置方向发展。除无损伤诊断成像技术包括超声、X线、CT、MRI将向高度准确方向发展外，新的无损诊断技术将不断出现。内窥镜和导管技术的发展将使无创和低创的直视诊断深入到人体各个脏器和病变部位，从而获得精确的形态、功能、病理等电生理诊断。计算机技术和人工智能技术，将在病情的综合分析和准确诊断中发挥重要作用。人们对与健康、亚健康、疾病状态相关的信息量需求越来越多，而这些信息量的获取在很大程度上依赖于临床实验。临床检验仪器的发展将呈现两极分化的趋势。其一是临床实验室检验仪器发展的中心化。全实验室自动化(Total L aboratory Automation,TLA)就是通过计算机整合系统将临床实验室相互有关或互不相关的自动化仪器串联整合起来，构成流水线检测作业的组合，形成大规模的检验过程自动化。其二是临床实验室检验仪器发展的简便化。随着集成电路技术、芯片技术等高科技的发展，社会的快速发展导致生活节奏的加快，相关医学健康知识的普及、使得临床检验仪器不断向小型化、床边检验、及时检验、患者自己操作的方向发展。在治疗方面，各种内窥装置和介入影像等手段将在各科临床手术中常规使用，以使手术创伤降低到最低限度；能直接完成手术治疗的智能医疗仪器将受到重视，这类医疗仪器实际上是一个完整的具有人工智能的手术操作系统，能实现病变部位的自动识别、自动定位、自动操作、自动调整，从而精确完成所需的手术治疗。
仪器科技产品在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异，现代高科技军事方面的发展也促进了仪器科技产品的应用拓展，灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了仪器科技产品的应用领域。
四、我国仪器科学与技术学科领域科技和产业发展的基本状况分析
几十年来我国仪器科学产品基本上划归机械系统管理，这实际上是将仪器仪表的功能主要作为机械类产品处理。但仪器科技产品作为信息源头的本质作用及为国民经济各部门所急需是客观存在的事实。在机械系统归口的仪器科技产品难以满足要求的前提下，许多部委和集团公司处于自身发展的需要，先后建立起一大批有相当规模和数量的仪器科技产品的研究机构和生产企业，从而形成我国仪器仪表产业出国家机械部门外，分散归属在信息产业部、科技部、中国科学院国防科工委、教育部、国家食品药品监督管理局、航天工业集团公司、石油化工总公司等20多个部门的现状。其中除国家机械部门较全面发展各类仪器仪表技术装备外、国家药品监督管理局着重发展医疗仪器，其他各部委和集团公司着重发展满足自身需要的专用测量仪器仪表。
至于仪器科学与技术学科领域的科技开发，计划经济时代受学习前苏联的影响，仪器科技开发和产品生产基本处于分离状态，仪器科技开发主要由行业研究所进行，开发的成果以新型仪器仪表产品为主，生产企业接受对口行业研究所的新产品开发成果进行生产。行业研究所负责产品样机的试制和试点应用(重要产品有时还包括产品小批量试生产)，实际上起产品研究所的作用；生产企业负责批量生产，成为名副其实的工厂，很少科技开发能力。仪器科技开发的另一种力量则分布于开设仪器科技学科相关专业的高等院校中，是进行仪器科技开发的基础研究力量，是行业研究所科技开发的重要同盟军，但与生产企业联系较少。我国仪器科研这种以产品开发为主的历史原因，也造成我国评估仪器科技水平以评估仪器产品水平为主的传统并一直沿用至今。
目前，我国正处于从计划经济向市场经济转型过渡时期，多年来国家仪器管理机构不断调整，仪器科研院所向科研和产业化生产紧密结合型企业转变，仪器生产企业不断加强科技创新能力，并向创新主体方向努力，国有企业加强改制，民营和“三资”企业的快速发展，使我国仪器科技和产业经受住了市场经济的冲击和国有体制的束缚，渡过了改革开放初期经历的低潮期，呈良性快速增长态势。与此同时，我国已将仪器仪表研发列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020年)，并在国家中长期科学技术发展规划的第三专题《制造业发展科技问题研究》中作为“与信息化、智能化相适应的仪器仪表”列入专题研究。国家发改委将国家工业化自动仪表与控制系统及科学仪器产业化分别列为高科技产业化专项。科技部已将“流程工业数字化仪器仪表”列入国家“863”计划先进制造技术领域重点项目，将《科学仪器设备研究与开发》列入十一五国家科技支撑计划重大项目。2006年国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》中将“自动化控制系统”、“关键精密测试仪器”分别列入主要任务和16项重点突破任务中。
目前，我国仪器科学与技术学科从理论研究、计量基准、产品制造技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用等方面已日趋完善，并形成门类品种比较齐全、布局较为合理、具有相当技术基础和生产规模的仪器仪表产业体系，已成为亚洲除日本以外仪器仪表生产国；是发展中国家中综合实力最强的仪器仪表生产国。从产品的科技水平分析，目前绝大部分国产仪器产品的科技水平处于国际20世纪90年代初、中期的水平。中低档产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定；例如，电工仪器仪表在国内市场占有率达到95%，并有13%产品出口。深圳市每年生产数字万用表达700万台，出口世界90多个国家，中低档数字万用表的产量占世界总产量的80%。少数中高档产品，已接近国际水平。在工程应用技术方面，已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工作。如6×105kW火电机组，3.5×106t/a炼油装置，20000m3/h空分装置、核电站常规岛控制系统等，开始摆脱国家重大工程全部由国外公司垄断的局面。但在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器、元器件等产品的竞争上，国内仪器仪表行业基本上都处于相当被动的境地。
据国家统计局、教育部和有关行业部门统计，至2005年底，我国设立仪器科学与技术学科相关专业的高等院校达180余所(不包括不对院校)；仪器仪表行业规模以上企业为3391个，比2004年的2494个增长36%，职工人数为65万，年增长率为18.2%。“十五”期间，仪器仪表长夜发展的年增长率超过22%，超过国内经济发展的平均年增长率一倍以上。2005年国内仪器仪表市场需求旺盛，增长迅速。在国民经济快速发展推动下，受电站、汽车、公用设施工程、住宅建设和国际市场回暖等影响，继续保持前两年快速增长的态势。据国家统计局和有关行业部门统计，2005年国内生产仪器仪表总产值在2003年增长率26.2%、2004年年增长率22.4%的基础上，仍以26.9%的年增长率达到1777亿元。2005年国内生产仪器仪表销售收入在2003年年增长率25.4%、2004年年增长率23.3%的基础上，仍以25.8%的年增长率达到1726亿元。另据中观海关统计，2005年我国仪器仪表行业商品出口总值52。5亿美元，与上年度同期相比增长30.8%(2004年出口总值40.6亿美元，年增长率为38.4%，2003年出口总值29.4亿美元，年增长率为52.6%)；2005仪器仪表的进口金额为140.1亿美元，与上年度同期相比增长了15.7%(2004年进口金额122.3亿美元，年增长率为35.2%；2003年进口金额91.5亿美元，年增长率为67.8%)。仪器仪表进口增速继续减缓，出口增速继续加快，2005年进出口逆差为87.7亿美元，2004年出口逆差为81.7亿美元，2003年进出口逆差为62.1亿美元，仪器仪表的进出口逆差增速减缓。2005年出口产品中 ，系统形式的分散性工业过程控制设备的年增长率达324.9%，使用光学射线的分析仪、分光光度计及色谱仪的年增长率达186.4%，感量为0.1mg及更精密天平的年增长率达95.6%，低剂量X射线安全检测设备的年增长率达177.2%，坐标测量仪的年增长率达449.5%。以上说明我国仪器仪表出口产品和整个行业的技术含量在快速增长。
2005年仪器仪表主要企业任务饱满，销售增长率高于行业平均水平。其中重点企业更是发展迅速，提高了行业的生产集中程度，有利于行业的科技发展和结构调整。2005年仪器仪表销售收入过亿元的企业达320家，占企业总数的2.6%，而销售收入占行业的41%。
缺乏国家强有力的研究支援体系。仪器仪表行业品种多、批量小，需要长期饿、坚持不懈的投入。但目前投资总量不足且投资效益不佳。投资途径分散，难以集中重点。课题的选定和研究成果的公正且透明的评价体制尚不完善。企业既不能向外国那样完全按照市场经济规则参与竞争，又缺乏关于包括研究资源的战略投资的进行方式、新技术市场化所需要的市场环境的整理等国家战略。
此外，缺乏高层次的复合型人才和熟悉、精通各学科交叉的综合性人才，也是造成差距的一个重要原因。因为仪器科学技不仅涉及的学科范围广泛，并且只有能尽快发现、利用、集成各种新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的人，才能设计和制造出世界一流的测量控制与仪器仪表产品。国际上仪器科学技术发展的十分迅速，我们只有在一些关键技术和产品上有所突破，才会对我国国民经济发展的独立性、完整性和安全性产生深远的影响。
五、我国近期仪器科学与技术学科领域科技和产业主要进展
近期，我国仪器科学与技术学科加快发展，出现了相当数量的对国民经济和社会发展有重大推动作用的技术进展，在仪器仪表产品微型化、集成化、智能化、总鲜花等发展方向上紧跟国际发展不发，并加大具有自主只是产权的先进仪器仪表的研制和产业化力度，各类仪器仪表及相关传感器、元器件和材料等领域均取得可喜进展。下面按学科组成领域描述我国近期取得的主要进展。
(一)工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统领域
由于我国正处在能源和重化工业的高速增长阶段，工业自动化仪表和控制系统需求旺盛，与国际市场低速平淡的运行格局形成鲜明的对比。国际市场改行业年增幅为3%~4%，进入21世纪以来，我国该行业的产销年增幅都在22%以上，多数年份接近30%。近年来，我国自行研发的分散型控制系统(DCS)、电磁流量计、无纸记录仪、智能化执行机构等高中档产品，有的基本性能和水平与国外产品接近，市场占有率不断上升，而且在部分核心技术和标准制定方面基本与国外先进水平同步，特别是具有自主知识产权的EPA实时以太网标准的制定及其进入国际标准行列，使我国自动化行业在某些领域初步具备与国际跨国集团平等对话的权利。据国家海关统计数据显示，2005年工业自动化仪表与系统的出口商品总金额达6.31亿美元，年增长率为324.9%。近期该领域的主要进展如下：
(1)现场总线仪表和大型控制系统的产业化和大型工程的应用取得重大进展。
①解决了现场总线在仪器仪表和控制系统中应用的一些关键技术，在基于HART、EF现场总线的变送器、执行机构、控制系统等方面取得重大成果，达到国际先进水平，并已开始实现产品化，打破了由国外大公司垄断的局面。
②研究解决了工业实时以太网系列关键技术，原创性地提出了EPA(Ethernet for Plant Automation)工业控制网络通信技术，制定可我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准和国际标准。
③先进控制与优化软件产业化取得重大突破，产生了一批国内知名企业和著名品牌，树立了国产自动化仪表与系统的良好形象，国产控制系统的产业规模和竞争力得到相当大的提升，已基本可以平等地与国际著名跨国公司Aspen Honeywell竞争，促使进口设备的价格大幅度降低。
④冗余技术、抗干扰技术、故障诊断和维护技术等的研究取得进展，解决了大型控制系统在工程应用中的可靠性问题，在石油化工、大型电力、核电、冶金等领域得到广泛应用。
(2)近期自主开发的“硅电容压力变送器”精度高、稳定性能好，达到了国外高精度压力变送器的技术指标，在国内高精度压力变送器的开发制造上实现了零的突破，该产品已获得国家专利，并且通过与国内其他公司的合作开发出CXT高精度压力/差压变送器，实现了产业化。CXT变送器通过合理的结构和高速器件的选择，整机相应速度得到了很大的优化，可优于150ms，响应速度的提高，使得该变送器能适用于紧急停车等安全要求严格的场合，在整机性能上已经部分达到甚至超过了国外相应产品的指标，完全、可以替代国外产品。
(3)从智能型阀门定位器和智能型电动执行机构的产业化工作开始，围绕智能型调节阀及智能型附件等关键产品进行开发，完善模块化设计技术、智能型调节阀接口技术及模拟试验技术等，成功实现气动、电动智能型调节阀产业化生产和应用。
(4)开发智能电磁流量计的设计、制造、检测技术，使电磁流量计等产品不仅具备国内领先技术水平，而且与国外产品具有同等技术水平，具有高精度计量和现场总线功能，可与新一代FCS系统配套，实现双向数字通讯、从而满足我国能源、石化、冶金、建材、石油、环保等支柱产业的配套需要，并将促进流量测量技术的发展。
(5)在引进红外吸收、紫外吸收、磁氧工业过程气体分析器的制造技术基础上，大力开展引进技术鲜花吸收再创新工作，完成了有自主知识产权、专利技术的工业过程智能气体分析仪等七类产品，主要分析微量(PPM)级到常量(%)级SO2 、NOX、CO、CO2、CH4、NH3、O2、H2、Ar微量水(PPM级)等气体成分量。适用于国内石油、化工、化肥、电力、冶金、环境保护、制药等领域的高端市场的需求。产品的技术水品为国内同类产品一流，部分产品达到国际同类产品的先进水平。可以与ABB、SIEMENS、SERVOMEX等国外著名厂商竞争。
(二)科学测试、分析技术及科学仪器领域
我国刚开始进行改革开放时，由于既受市场经济的冲击，又受国有体制的束缚，科学仪器的发展经历了一个低潮期，许多大型科学仪器厂纷纷入不敷出、难以为继，科学仪器产业曾经一度明显萎缩，我国科学仪器基本被国外仪器占领，“八五”期间国产科学仪器的市场占有率仅为13%。“九五”期间，在国民经济快速发展推动下，各行各业对科学仪器的需求快速增长，科学仪器走出实验室进入国民经济发展的主战场，科技部实施了科学仪器公关，开展了突出具有我国自主知识产权的创新技术攻关，不仅开发了一批具有我国自主只是产权的新型科学仪器，而且推动了产、学、研的紧密结合。“九五”期间，我国科学仪器的平均年增长率25%，是各类仪器仪表中发展最快的。“九五”结束时，以分析仪器为核心的科学仪器的国产化率达到了30%。科学仪器的研究开发和产业的发展开始逐渐走出低谷，并驶入快速发展阶段。通过“十五”攻关，我国分析仪器产业进一步获得发展，并在科学仪器发面取得了一批具有自主知识产权的成果。目前大部分中低档产品已基本达到好、国外同类产品水平，如光谱分析仪器领域，具有自主知识产权的原子荧光光谱分析仪，占领了整个国内仪器市场，中档紫外可见分光光度计和原子吸收分光光度计，除满足国内常规分析的需求外，还有部分出口；高端科学测试、分析技术及其相关产品也有较大进展。近期该领域的主要进展如下：
(1)打描电声显微镜的研制，兼备电子显微镜高分辨率和声学显微非破坏内部成像的特点，获得3项中国发明专利和一项国外发明专利权，荣获国家技术发明二等奖，拥有自主知识产权，电声显微镜及相关器件已出口到美国、德国、日本、荷兰、新西兰等国家及中国台湾省，被誉为“我国大型仪器出口到发达国家和地区的成功范例”。
(2)超高分辨率光电子能谱仪研制，2006年11月完成“真空紫外激光角分辨率电子能谱仪”，具有多项专利技术，达到至今世界上最高分辨率0.26meV和最高动量分辨率0.0039A-1的技术水平，为我国提供了研究先进材料的重要手段。
(3)深制冷仪器设备的核心技术研究，在“新型深冷混合工质节流制冷”技术上取得重大突破。其核心技术是改变整个深冷温区的高效制冷，具有我国自主知识产权，荣获2006年度国家技术发明二等奖。以该核心技术为基础，已生产出“高性能冷冻干燥机(仪)”、“高性能真空冷阱/捕集仪”以及生命科学必备的活性物质深冷保存设备,后者已推出系列化产品,其中－1800C的设备可替代液氮制冷系统。该狠心技术将使我国摆脱以往97%以上深制冷仪器设备依赖进口的局面。
(4)生物芯片和微流控芯片技术和仪器研制，在生物芯片和相关产业方面，我国已具有与国际竞争的水平，其中核酸分析芯片、免疫分析芯片、毛细管电泳芯片和生物芯片点样仪、杂交仪、扫描仪等产品已占据国内市场份额的40%以上，并经国际认证，打入国际市场，约占国际市场的8%左右。2006年成功研制出“蛋白质芯片传感器生物系统”，将多中蛋白质活性微列阵、生物分子特异结合性与高分辨率椭偏光学成像技术结合，提供了一种新型无标记蛋白分析技术。达到国际先进水平。生物芯片和仪器在生命科学、疾病预测和预防、视频安全、环保等公共安全领域有广阔的前景。
在微流控芯片技术及仪器领域，随着《微流控生化分析系统的基础研究》项目的启动和研发成功，已彻底改变了我国在该领域落后的面貌，且已超过日本，仅次于美国，位居世界第二。该技术与仪器是生命科学，化学科学的重要技术平台和依托技术，前景可观。
(5)二维CCD阵列探测器光谱仪研制，采用多光栅集成技术，对光谱在二维空间10重折叠，使实际光谱区测量宽度分别扩展10倍，在小于0.1ms内，以优于0.07nm的光谱分辨率，实现了200～1000nm波长范围内快速和高灵敏度光谱测量和分析。采用CCD或CMOS阵列探测器的光谱仪是一项革命性设计，它通过多光栅结构对成像光谱进行高密度折叠，在很宽的光谱区内实现高分辨率、快速和长时间可靠测量，将会成为现代光谱分析仪设计中一个主流技术和发展趋势。被国际同行Laser Focus World(激光聚焦世界)和Photonics Spectra(光电子光谱)称为“原创性重要贡献”。在国内已获专利发明权。
(6)原子荧光光谱仪及联用技术，及具中国特色、具有自立知识产权，已处国际领先地位。已有一批骨干生产企业生产，不仅满足国内需求，还有外商代理，销往国外。特别对于当前欧盟的ROHS指标(对电子电器产品中的Hg、Pb、Cr(Vl)、Cd的含量有极严格的限制)已于2006年7月启动，原子荧光可测定上述4种重金属无素，我国制定的相应标准正进行国际认证。另外原子荧光与色谱分离系统联用，可检测元素价态，能对食品、保健品中的毒性和安全性作出更确切的评价。
(7)近红外光谱分析的化学计量学方面研究已走在世界前列。各种近红外光谱仪近年来都已开始小批量生产，其中关键性的化学计量学应用、建模、共享模型以及方法和标准的研究等许多方面已走在世界前列，许多国外著名厂家在我国销售近红外光谱仪都依托我国开发的软件，并已广泛地应用于农业、医药、食品、石化等领域。
(8)质谱仪研发和生产取得突破性进展。以往我国质谱仪完全依赖进口，近两年取得突破性进展，已研发和小批量投产多种型号的质谱仪。
(9)在便携式气相色谱仪研制上取得进展，批量生产小型便携式气相色谱仪和便携式光离子化气相色谱仪，填补了我国空白。
(10)基于核磁共振原理研发出核磁共振测井仪和核磁共振探水仪，前者已小批量生产，后者已列入“十一五国家科技支撑计划重大项目”的产业示范。
(11)近两年我国在高性能紫外/可见光光谱仪、塞曼原子吸收光谱仪、电感耦合等离子谱仪、微波等离子谱仪、气相色谱仪和液相色谱仪、离子色谱仪、智能化自动滴定仪等科学仪器的性能和产业化规模上都有显著的提升。
(12)全日面太阳光学与磁场观测仪器的研制。太阳磁场观测研究是天文学的前沿和热点课题，是太阳物理研究的基本课题，是空间天气学的研究基础和预报基础。我国为解决太阳大尺度矢量磁场观测研究和空间环境预报问题，成功地研制出全日太阳光学与磁场监测仪器并正式投入使用，在世界上首次获得了高时间分辨和高磁场分辨率的全日面矢量磁图。2006年在北京召开的COSPAR2006国际会议上，该仪器得到外国专家高度评价：“这是中国天文学家们在基础仪器研究方面取得的巨大突破，在太阳活动区电流螺度监测方面是一个绝对领导者”。
(三)人体诊疗技术及医学仪器领域
1．国家科技攻关项目取得的主要进展
科技部、卫生部、教育部组织实施的“十五”国家科技攻关计划项目“医疗器械养分技术研究及重大产品开发”于2006年1月通过验收。其中有关人休诊疗技术及医疗仪器领域的成果，从总体上反映了我国该领域的原始创新、二次创新及集成创新技术成果，对于开发自主知识产权产品，促进我国医疗仪器产业跨越发展，提高我国医疗仪器水平，扭转高档医疗仪器依赖进口的局面具有现实意义。攻关项目完成所表现的主要进展如下：
(1)数字化彩色超声成像系统研制出达到国际先进水平线阵探头、可谐波成像的相控阵探头。
(2)多层螺旋CT的研制项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际先进水平的两层和八层螺旋CT产品。
(3)普及型低剂量直接数字化X射线机，在技术引进消化吸收后实现再创新，研制出自主知识产权、进入国际先进水平的线阵探测器，生产出适合我国国情的低剂量数字化X光机，并开始出口。
(4)低生理负荷的睡眠检测系统项目，研究发明了适于大众化、简易化和低负荷的睡眠检查技术产品。
2.其他科技和产业发展的主要进展
(1)在数字化医学影像仪器一、领域，已经突破了永久磁体共振成像系统(MRI)国际公认的场强极限，自主开发了石阶上第一台0.45T医用永磁MRI系统，将手术导航系统结合到磁共振扫描机上，把手术器械(如穿刺针)的影像及虚拟的进针路线投射到MRI实时成像的解剖图像上，以达到准确定位和实时监控，现已进入临床适用阶段。“磁共振导航”为微创介入治疗带来了新的突破，为降低造价、跻身国际前列，提高自给率奠定了坚实的基础。目前我国已成为国家上低场永磁开放式MRI系统的最大生产国和出口国。成批生产出适合我国国情的普及型低剂量直接数字化X射线机。它具有自主知识产权的线阵探测器，实现数字化采集光子信号，将X线图像信号转换成数字化影像，降低了本底噪声。这个基于平板探测器的动态DR系统人乃是全球首先投入临床使用的机型，在国内占有较大的市场份额，并已进入国际市场，多层螺旋CT项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际高性能换能器的先进水平。首次自主创新开发出宽频带、高灵敏度和低误差的高性能凸阵、线阵探头，实现批量生产，具有国际竞争力，为我国发展完全自主的高性能B超系统提供了重要的基础。全数字高档黑白B超诊断系统，已实现宽频带变频扫描技术。2006年9月，国内首台全数字彩色多普勒超声诊断仪上市，该仪器采用发射频谱精确控制、加权发射、多倍信号并行处理、相位增强谐波、特异性组织成像及特异性伪差去除技术等，实现了二维彩色图像显示。
(2)准分子激光人眼像差校正系统，开发出世界上第一台WFA—1000主观式人眼像差仪、AOV-FOB准分子激光眼科治疗机，并成功的联网应用，将测量像差数据直接用于准分子激光的个订花切削，实现了真正意义上的人眼像差个性化切削矫正。主要创新点包括发展了屈光矫正和像差测量理论，突破瞳孔边界提取与跟踪、角膜粗糙度控制、主动眼球跟踪等关键技术。
(3)监护仪、心电图机、动态心电图等技术和产业方面步入成熟阶段，形成了品牌产品，不仅满足国内市场，还远销海外，便携式多参数监护仪和中心监护系统已进入国际高端监护仪器行列。十二道数字式心电图机，采用数字信号处理波性特征与小波变换检测的方法，精度达99.8%。自动分析采用逻辑判断和模式识别技术，可以自动识别的病例达170多种。动态心电图检测与分析系统，以高性能数字信号处理器为基础，由心电记录器和分析工作站两部分组成，适用效果优良。
(4)临床检验分析仪器高水平产品硕果累累，凸现了珠江三角洲企业集群异军突起的实力。我国第一台自主知识产权的全自动化生化分析仪采用分光广度原理和透射比浊原理，集合了自动加样、自动混匀、反应盘温控、光电测量、试剂制冷、反应杯更换等系统，实现了检测过程的全自动化，测试速度可达每小时300次。新近研制成功五类血液细胞分析仪。它采用特殊的化学试剂对细胞进行处理，使五类白细胞在体积和内部结构上产生更明显的差异。经激光照射产生散射光，收集前向和侧向散射光以获得细胞体积和内部结构信息，实现白细胞的五类测量。该仪器可提供27~40项测量和研究参数，每小时可处理80个样本，打破了国外仪器的垄断。
(5)采用微机电系统(MEMS)制造技术，国内首家胶囊内镜开始临床应用，居世界第二。整机由智能胶囊、图像记录仪和摄影工作站等3部分组成。产品突破低功耗图像处理系统设计、近巨宽景非球面镜头、双工多通道无线传输等关键技术。主要创新点为可控制的收发方式与实时真彩色图像检测。
(6)研制完成全固态绿光激光治疗前列腺增生系统，已经进入临床验证阶段。该系统依据选择性光吸收原理，进行前列腺良性增生气化切除，备有导光传像光纤和电视摄像装置。具有独立知识产权，为全球第二家。
(7)探索中西医结合的医疗仪器技术。我国今年在数字化舍像仪技术方面取得显著进步，为中医客观化、数字化、标准化提供了基础；关于磁共振功能成像在针灸过程中的应用，引起了国际影像界的重视；研究建立光子中医学，使激光针灸与激光血管内照射疗法进入临床应用；提出脉搏的工程分析与临床应用，有望今后用于社区、家庭的远程医疗监护。
(四)信息计测量技术及电测仪器领域
1.电工计测技术及电工仪器仪表
电工计测技术及电工仪器仪表是以电磁测量信息树立技术为基础，主要研究各类静态和动态电磁参量测量与信息处理仪器仪表、测控装置及系统，并由此形成电工仪器仪表行业。
我国电工仪器仪表行业经过50多年的发展已经形成了门类齐全，具有较强科研实力的全球规模最大的产业集群。骨干企业700余家，员工16万多人，产销能力9000万台(套)，工业总产值200亿元人民币以上；其中电能表产销量世界第一，且多数具有自主知识产权，是国产率最高的行业之一，目前出口率超过13%、出口增长率约28%，是一个具有极强国际竞争力的行业。
主要市场服务范围包括电力、冶金、交通、矿山、石油化工、轻工机械等行业，以及教育、科学试验、军事工程、宇航技术、医疗卫生、环境保护、标准计量等领域，是仪器仪表行业及其重要的分支。特别是近几年来，随着国家城乡电网改造的进行，电工测量仪表取得了跳跃式发展，高标准、高起点自主开发了一大批高科技产品，技术和产品总体上达到国际标准，同时企业的集中度不断提高，规模不断扩大，核心竞争力不断增强，产品出口辐射达到20多个国家，近期改领域饿主要进展如下：
(1)近年来在电磁计量基准标准及关键测试技术方面取得了突出的进展：①在理论和技术上取得突破性成果的基础上，我国全面参加国际比对，量子电压基准居突出的位置，量子电阻基准高出国外最高水平一个数量级，达到10-18水平，功率基准比对成绩优秀。通过比对，在国际上建立各国之间对计量能力的相互承认，从而促进了国际贸易和电能表出口：②以扩频为方向，从音频1MHZ发展，建立一批新的基准标准，同时原有基准标准的量程频段得到进一步扩展；③在电磁计量基准标准的研究中，广泛国际先进的理论和技术，同时注重创新和发展有自己特点的技术，在低温电流比较仪、采样测量等关键技术方面取得显著的进步。
(2)电工仪器仪表国际标准化战略的实施，强有力地促进和加快了产业国际化进程，同时对行业的技术创新和产业结构调整起到关键性的推动作用，引导并促进电能表等龙头产品的成功转型。近5年内，对电工仪器仪表“国家标准体系表” 进行了科学化梳理、规范和调整，组织制定、修订并颁布实施新国家标准17项、行业标准8项，正在制定的正式立项的国家标准17项、行业标准1项。坚持“早期介入、积极跟踪、适时出台”的基本工作思路，为本行业的高薪技术产业发展与克服国际贸易中的技术壁垒提供了及时的支持和正确引导，同时，实质性参与国际标准的制定、国际技术交流和标准化活动，实现与国际接轨。2003年5月，IEC/TC85(电工及电磁量测量技术委员会)秘书处正式转入中国，落户哈尔滨电工仪表研究所，实现我国承担国际电工技术委员会专业秘书处零的突破，得到国家标准化管理委员会高度重视和认可。这标志着我国开始在国际标准化事业中发挥重要作用，承担起组织国际范围的电工仪器仪表领域的标准制修订和标准化工作。
(3)电能表综合技术与质量达到国际先进水平，并已进入国家电网关口计量副表地位：①多家企业先后研制并生产出0.2S级三相多功能电能表，在技术上采用准同步采样、动态负荷实时反应、实时跟踪温漂及漂补偿等技术；面向系统设计，采用开放式通信协议，具有可在线更换的外置通信模块、实时测量、谐波测量、电能质量分析等功能；②0.1S级三相多功能电能表研制成功，并通过权威机构检测，拥有自主知识产权，全部运算功能由硬件电路实现，具有高可靠性和抗电磁干扰能力，适用复杂环境下的在线实时计量，电能计量准确度已高于IEC标准要求；③国产专用芯片发展迅速，三相多功能表和单相表已大量采用，较好的取代进口器件，性价比及可靠性大幅增长。
(4)基于开放式“自动抄表系统”系列国家标准(GB/T198 82、GB/T19897)，电能计量及远程自动抄表、管理、分配系统的构建技术实现多方位突破和应用。系统实时性、兼容性、可靠性、面向对象的互操作、抄表成功率得到有效解决。基于GPRS、CDMA的远程无线自动抄表系统在技术争议中不断发展，缺的长足的进步，正在大面积推广应用，低压电力线载波自动抄表系统采用扩频、跳频、正交频分复用、阻抗适配滤波、转发中继等技术，不断克服我国电网拓扑复杂、污染严重带来的较多的实际问题，抄表成功率大为提高。
(5)“高压电能计量关键技术和量值溯源的研究”在国际上首次完成对电能计量柜、高压电能表和电网网口电能计量系统进行整日校准和计量检定关键技术和量值溯源的研究。其测量范围涵盖GB/ T16934要求的电压380V~35KV(线电压)，电流20~1000 A。全量程电能计量准确度达到5×10-4。从而为整体校准和检定电能计量柜、高压电能表、电压电流互感器组合及电网电能计量系统奠定可坚实的技术基础，将为提高我国电能计量和电网管理水平作出突出贡献，并因此创造较大的社会和经济效益。该项目属于拥有完全自主知识产权的技术创新，达到国际先进水平。
(6)谐波电能计量在理论、技术、新产品研发上均取得突破性进展，已探索进入电力市场。基于小波分析的谐波与冲击负荷测量理论及算法的研究成果开始得以应用；新研制的高端三相多功能电能表已具备谐波测量功能；三相谐波表具有分相的基波和谐波计量功能。
(7)开发动态畸变条件下电能测量与电能质量分析技术，其中频域稳态功率电流分解方法、时域瞬时功率电流分解方法、时域稳态功率测量方法和第一代小波变换功率测量方法的研究取得实用化成果，并有产品问世。
(8)电工仪器仪表的制造技术大幅度提高。0.01级电能计量标准已经建立；基于总线技术构架调校自动化系统平台、专家系统、图像识别等技术进一步提高了生产的自动化程度和产品质量的可靠性及一致性；正弦波脉宽调制技术成功引入测试电源，预置失真和矢量纹波动态补偿等技术克服了SPWM技术失真大、供电源影像严重等问题；加上现场模拟技术和专用模拟装置的使用，电工仪表制造技术走向节能、高可靠性、全自动化的新阶段，电工仪器仪表产业的国际市场竞争力不断增强。
(3)研制成功电化学氨气、甲醛、乙烯、乙醛、光气、氯气敏感元件及传感器，解决了国内这些类型的敏感元件及传感器一直以来进口的难题。
(4)研制成功MEMS瓦斯气敏元件/光纤传感器，它以纳米敏感材料为基础，以MEMS微机电系统加工为手段，以光纤技术直线光信号的传输，是MEMS技术、纳米技术、光纤技术的结合，突破了原有的化学传感器、催化燃烧元件的工作原理，是一种新的光学原理，由于没有热源，又是光信号传输，非常适合煤田井下应用。
(1)仪用光学薄膜元件制造技术取得一定进展，研制成功生物医学荧光滤光片、变密度滤光片、紫外返光镜、长寿命冷反光镜等新产品。其中生物医学荧光滤光片高端具有光谱特性好、透过率高、截止深度深、陡度高、环境稳定性好、几乎不漂移等特点；变密度滤光片主要特点为光中性度好、线性度好，主要出口欧美等技术发达的国家和地区；紫外反光镜主要用以紫外曝光与紫外固化，是应日本某公司的要求研制，于2005年完成，产品管够特性好，中、近紫外段的反射率高(＞90%)，可见区透过率高且平缓；长寿命冷反光镜主要应用在光学引擎及投影仪等光源用的高品质反光镜，产品采用膜系优化设计、大功率离子辅助成膜技术、特殊设计的盘式行星夹具及高温成膜工艺，可见区反射率高(＞95%)，红外区透过率高(≥85%)，产品一致性好。
(2)采用电沉积工艺制备小尺寸直径的波纹管，目前达到的最小直径为内径1.2mm。这是采用其他成形方法无法达到的。电沉积波纹管灵敏度高、精度好，可以作为测量元件使用。同时，电沉积波纹管具有较大的位移量，其最大位移可以达到其自由长度的50%以上。电沉积波纹管的疲劳寿命比较高，可以达到100万次。
(3)在波纹管设计制造的基础上，研制成功高压组合电器用温度补偿器和波纹管式换热器。高压组合电器用温度补偿器在无焊缝低泄露的密封机构设计、耐高压的等静压铆接结构工艺、提高使用寿命的小波距深波纹的波形设计、吸收推力的弹性平衡结构、专用工装设备的设计制造方面进行自主创新，通经覆盖230~900mm的80多个品种规格，产品替代瑞士ABB公司、日本日立公司产品，在三峡工程中广泛应用。目前已开发成功了为110Kv、200 kV、300 kV和500 kV全封闭高压组合前期配套的波纹温度补偿器系列产品，获得6项专利。正在研发的800 kV的高压组合电器用温度补偿器产品，达到国际先进水平。目前已经形成年产值超亿规模，带动国内开关行业产值10亿元以上。
波纹管式换热器为传统的列管式换热器带来了革命性的技术革新，波纹管不再单纯作为弹性元件使用，而是作为热交换设备的关键配套件，起到提高热交换效率的作用。与传统列管式换热器相比，波纹管式换热器在同等体积情况下，热交换效率提高30%以上。目前，波纹管式热换器不仅包括供暖行业的碳钢产品，主要是石化、化工、碱厂、造纸等行业的钛管、双向钢、蒙耐尔等材料的波纹管式换热器，产品主要是替代进口。国内波纹管式换热器年产值在3亿元以上，带动了相关行业产值100亿元。
2.相关材料及技术领域
仪器仪表相关材料特指用于制造仪器仪表所必须的，对其性能起关键决定性作用的功能材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制、发射和转换等目的。可以说，仪表功能材料是仪器仪表的基础和先导，是推动各类仪器仪表发展与进步的必备条件，在国民经济、国防建设、科技开发和社会发展中，无疑将充当越来越重要的角色。
仪表功能材料种类繁多，用途广泛，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。传统的仪表功能材料主要包括测温材料、电阻材料和电接点材料、磁性材料、弹性材料、膨胀合金、热双金属、电真空材料、封接材料、光学材料和特种玻璃等。
经过几十年发展，我国仪表材料已经取得长足进步，建立了门类比较齐全的行业，相关一部分仪表功能材料产品的性能已经达到国际标准或国外先进标准的要求，光学玻璃、贵廉复合带材，铠装测温与加热电缆不仅能满足国内中低端市场的需要，还大量出口国外。近期该领域的主要进展如下：
(1)国家仪表功能材料工程技术研究中心建成并通过验收。
(2)铠装线形成热敏电缆材料及其温度传感器研制取得较大进展，铠装热敏电缆材料长度可达几十米甚至数百米，用它制成的温度传感器可监测其沿线上的温度状况，近期完成的热偶型热敏电缆成果，具有完全自主知识产权，主要技术指标如测量范围、精度、敏感温区、弯曲半径、响应时间等均达到当今国际同类产品先进水平，在目前国内大型化工企业汽化炉招标中，多次击败国外企业，实现了国产控制系统与传感器的工程化应用。
(3)完成国家军用标准“潜艇核动力装置冷却剂回路测温用铂电阻温度计规范”的制定，通过专家审查，即将正式发布。该标准结构严谨，内容先进，不仅填补了国内空白，使我国核级铂电阻温度计在国防工业中的应用有了标准规范，同时将大大促进国产核级铂电阻温度计在我国民用核电工业的应用。
(4)开展了特种环境条件下磁致伸缩材料及物位传感器的研究，取得可喜的进展。日前已研发出适合于高温、辐照等环境的高品质磁致伸缩功能材料及传感器，并将应用于国防工程。
(5)在电磁感应特种铠装电缆基础上完成钢水下渣检测传感器的研制，其各项功能指标与目前石阶上最先进的下渣传感器基本一致，已替代进口产品，成功用于武钢、太钢、包钢等钢铁企业，开始全面向国内钢铁企业推广应用，将成为我国钢水质量的提高发挥积极作用。
(6)对应力自感知水泥基复合材料及传感器的制作设备、工艺测试系统进行了较为系统的研究，也取得了初步进展。应力自感知水泥基复合材料是在传统的水泥或砂浆中添加特定导电材料或纳米材料复合而成的具有压阻效应的材料。利用这类材料的电阻率与其自身压应力存在一定的对应关系的特性，可以制成性能独特的应力自感知水泥基复合材料传感器。因其具有造价低、耐久性好、埋设工艺简单以及与混凝土材料相容性好等特性，有望成为混凝土结构长期健康检测的新一代传感装置。
(7)成功实现高端镧系光学玻璃生产的技术改造，实现φ250mm、φ400 mm的生产，实际成型规格为φ400mm×80mm，实现了大尺寸镧系玻璃成型技术的突破，丰富了我国镧系玻璃的产品规格。
六、我国仪器科学与技术学科发展的未来需求和目标
(一)我国仪器科学与技术学科发展的未来需求
本学科发展的未来需求是确定仪器科学与技术学科领域科技发展方向和产业发展重点的基础。现代仪器仪表在当今社会经济活动中还发挥“物化法官”的重要作用。同时，仪器仪表在试验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用，需求遍及“农轻重、海陆空、吃穿用”无所不在。下面主要从未来10年国民经济、社会发展和国防安全的战略目标，分析仪器科学与技术学科的未来需求。
(1)国民经济的发展要改变产品档次低、技术含量低、主要靠数量增加的粗放式发展模式，走以质取胜的集约式发展之路，必须广泛采用信息技术，用信息化带动传统产业的发展。仪器科学与技术学科是信息技术的重要组成部分，在实现“精确工业”、“精确农业”……的过程中有巨大的需求。
(2)科学技术是第一生产力，科教兴国已成为既定国策。大力加强科研和建立以企业为主的技术创新体系，提高自主开发和自主创新能力，仪器科学技术必须先行。
(3)面对世界超级大国的超强“精确打击”军力，为了国防需要，部队的快速反应能力和武器的精确打击能力急需提高，对作为军事上战斗力的仪器科技同样有巨大的需求。
(4)面对资源短缺，水资源危机、生态环境恶劣的严峻局面，要保障人民健康和社会的可持续性发展，必须加强生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、商品质检、临床医学、医药科学等领域的研究和发展，从而增加对仪器科学与技术学科的未来需求。
(二)我国仪器科学与技术学科发展的目标
我国仪器科学与技术学科的总体目标是：从目前至2020年，必须充分利用我国经济高速发展和巨大的市场优势，结合测控技术的深化研究，大力推进新技术、新工艺在仪器仪表中的应用研究，掌握各类仪器仪表的设计、生产工艺等关键技术，满足国民经济、人民健康和国防安全在生产、科研、应用各个方面对测量控制与仪器仪表的需求，减少进口，扩大出口，使我国仪器科学与技术学科领域科技和产业总体水平与国际水平差距普遍缩短到3~5年；工业自动化仪表和控制系统、科学仪器、医疗仪器、电测和计量仪器、各类专用仪器仪表、相关传感器和元器件及材料等领域约30%的产品达到国际同期先进水平，国内生产的仪器仪表在大工程的配套能力达到80%以上。
七、我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向和产业发展建议
(一)我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向建议
从仪器科学与技术学科领域个组成部分相互关系、共性问题以及我国国民经济、科学研究、国防建设、社会发展全局进行战略研究，建议学科领域科技研究方向为：新型传感器及信息获取技术；与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术；精确制造中的测量控制技术及仪器仪表；微分析仪器及其关键技术；数字化医疗仪器及其关键技术；基于量子物理的计量标准系统。
1.新型传感器及信息获取、传感技术
2.传感技术不仅是检测的基础，它也是控制的基础。这不仅是因为控制必须以检测输入的信息为基础；并且是犹豫控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的。信息获取、传感技术是仪器科学与技术学科的基础技术；新型传感器是发展高水平测量控制仪器仪表的基础。传感技术已成为制约测量控制仪器仪表发展的瓶颈。
新型传感器及信息获取、传感技术主要是对客观世界有用信息的检测，它包括有用呗测量敏感技术、涉及各学科工作原理、遥感遥控、新材料等技术、信息融合技术；传感器制造技术等。信息融合技术设计传感器分布、微弱信号提取(增强)、传感信息融合、成像等技术、传感器制造技术涉及微加工、生物芯片、新工艺等技术。
3.与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术
工业发达国家高新技术仪器仪表产品品种约占总品种的75%，而国内还不到20%。工业自动化仪表和控制系统的仪表品种国内满足率，一般性工程项目达80%，大型工程项目还不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备主要解决智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。主要包括符合现场要求的各类传感器及检测仪表，实时流程分析仪器及在线分析技术，新型现场控制系统，e网控制系统，以工业控制计算机、可编程控制为基础的开放式控制系统及先进控制技术，特种测控装备和测控技术，系统成套集成技术等。
系统集成技术直接影响测量控制仪器仪表的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术没包括系统的需求分析和建模技术、物理层装置技术、系统各部分信息通信转换技术、应用层控制策略实时技术等。在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还应包括各近最佳方式监控智能化工具、装备、系统以达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。从目前发展趋势看，在企业信息化ERS/MES/PCS三级节后的计算机测控系统中，软件的价格已超过硬件的3倍。而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。智能控制技术包括仿人的特征提取技术、目标自动化辨识技术、知识的自学习技术、环境的自适应技术、最佳决策技术等。
4.科学仪器中的为分析仪器及其关键技术
5.分析仪器是科学仪器中最重要和发展最快的组成部分，而为分析仪器包含的微量检测、微型化、高灵敏度、高分辨率和高智能化内涵，则代表了分析仪器的一个重要发展趋势和技术水平，在生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、临床医学、医药科学和化工等领域得到越来越多的应用。微分析仪器及其关键技术的研究方向包括：
(1)开展高灵敏度、高分辨率、高性能水平的微结构型传感器研究，将生物芯片技术、新型化学传感器技术、多组分(多参数)集成传感器技术应用于分析仪器的研制和开发。
(2)开展分析仪器微型化和相关微根系技术的研究，重点进行微分析仪器使用的共性技术和新技术的研究、如微流控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、全电子分光系统、微分光仪、新型芯片等的研究。
(3)过程分析、在线分析使用的微分析仪器及其关键技术研究。
(4)不同类别分析器联用技术的研究。当复杂基体的微量、痕量物质的含量及结构分析对分析对象的分辨能力提出极高的要求，且单一的分离技术甚至质谱分离技术均已无法从复杂的信息中分离出所需要的有用信息时，需要通过相关不同类别分析器的联用技术对物质的成分、结构、形态甚至是综合形态进行分析，以便同时获得原子和分子的信息。
4.大量采用高新技术
仪器作为人类认识世界、改造世界的第一手工具，是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。仪器科学和技术学科作为研究、开发、制造、应用仪器的学科，新的科学研究成果和发现(如信息论、控制论、系统工程理论，微观和宏观世界研究成果)及大量高新技术(如微弱信号提取技术、计算软件、硬件技术，网络技术，激光技术，超导技术，纳米技术等)均成为仪器科学和技术学科发展的重要动力。仪器不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用、集成新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的仪器装置和系统层出不穷。
5.仪器及测控单元微小型化、智能化、可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用
仪器及测控单元大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断象微小型、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，仪器和测控单元的微小型化和智能化将是长期发展特点。从应用技术看，微小型化和智能化仪器及测控单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
6.仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展
随着仪器所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如，一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千，它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动控制子系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
7.便携式、手持式及个性化仪器大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人民生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要特点。科学仪器的现场化、实时在线化，特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器将有较大发展。
(二)仪器科学与技术学科领域科技和产业的发展趋势
1.学科领域科技发展趋势
学科领域技术发展的趋势是利用各学科最新科技成果，特别是结合材料、微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科及大规模集成电路、微纳加工、网络等各种新技术，开发新的微弱信号敏感、传感、检测、融合技术，物质原子、分子级检测技术，复杂组成样品的联用分析技术，生命科学的原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测技术，工业自动化测控的在线分析、原位分析、高可靠性、高性能和高适用性技术，新学科领域的计量技术，各类应用领域的专用、快速、自动化检测和计量技术。这些科技发展趋势，具体表现在下列一些方面。
(1)与微电子技术、MEMS技术结合，实现敏感单元与信号调理电路集成，有利于敏感单元微弱信号检测、放大及处理，大大减小了传感器体积，有效提高了传感器的抗干扰能力。
(2)与纳米技术结合，基于传感器实现的新方法，采用纳米结构或纳米材料的某些典型特性，设计极高灵敏度的痕量检测微系统。
(3)与生物技术结合，开发微型生物、化学传感系统，用于疾病检测、生化分析、有毒有害物质检测等领域。
(4)与网络、通信技术结合，开发网络化传感技术和微弱信号融合技术，用于有用信号增加及原位、在体、实时、高灵敏度、高通量、高选择性检测等。
(5)结合太赫兹辐射技术，开发太赫兹光谱检测、太赫兹成像分析和太赫兹遥测技术，用于国防、安全检测、材料识别与诊断、生产检测、生物医学应用等领域。太赫兹辐射(T-射线，波长为30~3000μm范围内的电磁波)可以象X-射线那样穿过某些材料“看”到其背后的物质，T-射线光子能量极低，不会对人体和其他材料造成电离，大多数包装材料如纸张、碳素板、塑料等对T-射线都是透明的，而金属和含有水分的材料不能透过T-射线，可以利用T-射线进行成像，透视出包装物品内部物体的T-射线图像来，从而可以应用于机场行李箱的安全检查和人体内有损伤或破裂器官的检查。
(6)结合分子影像学，开发活体内可见光成像分析、小动物光学分子成像分析技术，可实现无创伤、实时、活体、特异精细(分子水平)的显像分析。
(7)结合表面曾江拉曼散射(SERS)技术，开发针尖增强拉曼显微分析、生物芯片SERS分析技术，具有灵敏度高、干扰小的特点，适合于研究界面效应，可以解决生物化学、生物物理和分子生物学中的许多检测难题，有望解决超高灵敏度分析问题，甚至进行单细胞和单分子分析。
(8)结合核磁共振技术，开发新的核磁共振波谱分析、核磁共振成像分析技术，以提高灵敏度、空间分辨率和时间分辨率。其中高时空分辨成像技术，还直接导致形成了脑功能成像这一新的研究领域。
(9)结合像差校正等技术，开发电子、粒子束微区分析技术，利用电子、粒子束探索和分析样品表面形貌、原子和分子结构、元素组成、化学状态。电子、粒子束微区分析技术在材料科学、微电子学、化学与催化、环保、能源、生命科学等领域应用很广，其分辨本领有日益提高的趋势，目前点分辨已突破1A的限制，能量分辨率达到0.1eV水平。
(10)结合生命科学技术，开发基因测序和基因转录检测技术、蛋白质鉴定和大规模蛋白质相互作用检测技术、蛋白质组生物信息检测和代谢组学分析技术。
(11)结合生命科学技术、化学科学与信息科学的发展，在生物技术芯片基础上开发生物芯片检测分析技术、微流控检测分析技术，这是当前正在急速发展的高新技术和科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学科学与信息科学发展的重要技术平台，能提供生命信息的微全分析系统；通过分析装备微型化、芯片化、集成化，使分析效率成百倍、千倍地提高，试样和试剂消耗大幅度下降；其最终 目标是在芯片大小的空间实现化学实验室的全部功能，即所谓“芯片实验室”，受到科技界高度重视。
(12)结合控制技术、通信技术、计算技术、制造技术，开发高性能测控技术、从而使仪器科技产品具有高的测量精度和丰富的功能，并且以软硬件结合的方式向控制优化、管理优化、工程集成方向发展，使大型控制系统具备大量工业自动化设备的协调应用和管理功能，能将不同厂家生产的各种仪器仪表产品无缝地集成为一个协调系统，以满足用户的要求。
(13)结合纠检错理论和自校正、自适应、自诊断等技术，在应用新器件、新材料基础上，开发高可靠性和高适用性测控技术及其产品，从而使仪器科技产品的可靠性呈数量级提高，并适合在高温、高压、高压差、强冲刷、强辐射、强腐蚀、强毒性、多相流等复杂工况和恶劣环境中使用。现场仪器仪表复杂、易损、难以维修的状况正在改变，出现了使用期不需调整维修的仪器科技产品。
(14)结合纳米科技的发展，开发纳米测量技术，建立纳米计量测试标准。
(15)结合量子物理的发展，开展基于量子物理的计量基准的建立和完善。
2.产业发展趋势
发达国家为了保持产品在国际上的竞争力，都十分重视产品开发，各企业都设有试验研究、设计结构，有相应的实验室。大型公司还有试制车间，对新开发的产品精益求精，力求投入市场的新产品能为客户所信赖。为了加快产品更新换代，企业非常重视科技进步，尽量在新产品中采用各种高新技术及其形成的新型传感器、新型器件(特别是超大规模集成专用电路)及新材料，并采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)以缩短新产品开发周期。
国际上仪器科技产品的发展趋势是微型化、数字化、智能化、集成化和网络化进一步向纵深发展，并在产品性能上向高精度、高可靠性、高环境适用性目标前进，在人机界面上更便于人的操作、使用，以及与人类生活、健康有关的各类仪器科技产品有望得到较大的发展并进入家庭，通过家庭、社区、医院联网使保健、疾病诊治从医院象社区、家庭发展。
仪器科技产品的微型化发展趋势，主要依托于微机电系统(MEMS)微米/纳米制造技术和微电子IC制造技术，使仪器科技产品集机械、传感、测控等部件于一个芯片上，并能按微电子IC批量加工工艺制造。
仪器科技产品的数字化、智能化发展趋势，随着微电子技术、计算机技术、人工智能技术的发展而进步，它使仪器科技产品与数字处理器，超大规模专用集成电路、PC技术、人工智能技术进一步融合在一起。国际上目前先进的数字化、智能化仪器仪表系统构成，以数字信号处理系统(DSPS)为代表，它以DSP为核心，配合先进的混合信号电路，专用系统集成电路、元件及开发工具等组成对整个应用系统的完整解决方案。在数字化和智能化发展的趋势中，硬件和软件处于同样重要的地位，旦硬件是基础，仪器使用新器件、新工艺，特别是超大规模集成的新器件，能使原来不能实现的指标成为可能，因此新器件的采用能成为产品竞争的重要筹码。另一方面软件在智能仪表的发展中起着越来越重的作用，现代仪器仪表设计中软件工作量已占到70%~80%，这在某种程度上决定着仪器的功能和性能。软件能完成性能指标补偿、自动测试，自检、自诊断、数据采集、控制、传输、显示等功能。有的如计算机、光盘等的评估测试，主要由软件完成。软件将成为今后智能仪表发展的重要方向。未来10年，更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的表达与应用。
仪器科技产品的集成化、网络化发展趋势，以总线技术、仪表及其模块开放式互联标准及通信技术为基础，包括测试软件的规范化、标准化，使自动测试系统的构成向大生产领域和军事工程领域扩展，并能提供所需要测试的系统方案或系统饿集成能力。
医疗仪器作为以人体疾病诊疗、预防为目标的装置。随着全球性医学目的以治愈疾病和阻碍死亡为主调整到以预防及早期诊断为主，国际上医疗仪器的发展中心将象早期诊断装置、个人健康状况检测装置方向发展。除无损伤诊断成像技术包括超声、X线、CT、MRI将向高度准确方向发展外，新的无损诊断技术将不断出现。内窥镜和导管技术的发展将使无创和低创的直视诊断深入到人体各个脏器和病变部位，从而获得精确的形态、功能、病理等电生理诊断。计算机技术和人工智能技术，将在病情的综合分析和准确诊断中发挥重要作用。人们对与健康、亚健康、疾病状态相关的信息量需求越来越多，而这些信息量的获取在很大程度上依赖于临床实验。临床检验仪器的发展将呈现两极分化的趋势。其一是临床实验室检验仪器发展的中心化。全实验室自动化(Total L aboratory Automation,TLA)就是通过计算机整合系统将临床实验室相互有关或互不相关的自动化仪器串联整合起来，构成流水线检测作业的组合，形成大规模的检验过程自动化。其二是临床实验室检验仪器发展的简便化。随着集成电路技术、芯片技术等高科技的发展，社会的快速发展导致生活节奏的加快，相关医学健康知识的普及、使得临床检验仪器不断向小型化、床边检验、及时检验、患者自己操作的方向发展。在治疗方面，各种内窥装置和介入影像等手段将在各科临床手术中常规使用，以使手术创伤降低到最低限度；能直接完成手术治疗的智能医疗仪器将受到重视，这类医疗仪器实际上是一个完整的具有人工智能的手术操作系统，能实现病变部位的自动识别、自动定位、自动操作、自动调整，从而精确完成所需的手术治疗。
仪器科技产品在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异，现代高科技军事方面的发展也促进了仪器科技产品的应用拓展，灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了仪器科技产品的应用领域。
四、我国仪器科学与技术学科领域科技和产业发展的基本状况分析
几十年来我国仪器科学产品基本上划归机械系统管理，这实际上是将仪器仪表的功能主要作为机械类产品处理。但仪器科技产品作为信息源头的本质作用及为国民经济各部门所急需是客观存在的事实。在机械系统归口的仪器科技产品难以满足要求的前提下，许多部委和集团公司处于自身发展的需要，先后建立起一大批有相当规模和数量的仪器科技产品的研究机构和生产企业，从而形成我国仪器仪表产业出国家机械部门外，分散归属在信息产业部、科技部、中国科学院国防科工委、教育部、国家食品药品监督管理局、航天工业集团公司、石油化工总公司等20多个部门的现状。其中除国家机械部门较全面发展各类仪器仪表技术装备外、国家药品监督管理局着重发展医疗仪器，其他各部委和集团公司着重发展满足自身需要的专用测量仪器仪表。
至于仪器科学与技术学科领域的科技开发，计划经济时代受学习前苏联的影响，仪器科技开发和产品生产基本处于分离状态，仪器科技开发主要由行业研究所进行，开发的成果以新型仪器仪表产品为主，生产企业接受对口行业研究所的新产品开发成果进行生产。行业研究所负责产品样机的试制和试点应用(重要产品有时还包括产品小批量试生产)，实际上起产品研究所的作用；生产企业负责批量生产，成为名副其实的工厂，很少科技开发能力。仪器科技开发的另一种力量则分布于开设仪器科技学科相关专业的高等院校中，是进行仪器科技开发的基础研究力量，是行业研究所科技开发的重要同盟军，但与生产企业联系较少。我国仪器科研这种以产品开发为主的历史原因，也造成我国评估仪器科技水平以评估仪器产品水平为主的传统并一直沿用至今。
目前，我国正处于从计划经济向市场经济转型过渡时期，多年来国家仪器管理机构不断调整，仪器科研院所向科研和产业化生产紧密结合型企业转变，仪器生产企业不断加强科技创新能力，并向创新主体方向努力，国有企业加强改制，民营和“三资”企业的快速发展，使我国仪器科技和产业经受住了市场经济的冲击和国有体制的束缚，渡过了改革开放初期经历的低潮期，呈良性快速增长态势。与此同时，我国已将仪器仪表研发列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020年)，并在国家中长期科学技术发展规划的第三专题《制造业发展科技问题研究》中作为“与信息化、智能化相适应的仪器仪表”列入专题研究。国家发改委将国家工业化自动仪表与控制系统及科学仪器产业化分别列为高科技产业化专项。科技部已将“流程工业数字化仪器仪表”列入国家“863”计划先进制造技术领域重点项目，将《科学仪器设备研究与开发》列入十一五国家科技支撑计划重大项目。2006年国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》中将“自动化控制系统”、“关键精密测试仪器”分别列入主要任务和16项重点突破任务中。
目前，我国仪器科学与技术学科从理论研究、计量基准、产品制造技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用等方面已日趋完善，并形成门类品种比较齐全、布局较为合理、具有相当技术基础和生产规模的仪器仪表产业体系，已成为亚洲除日本以外仪器仪表生产国；是发展中国家中综合实力最强的仪器仪表生产国。从产品的科技水平分析，目前绝大部分国产仪器产品的科技水平处于国际20世纪90年代初、中期的水平。中低档产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定；例如，电工仪器仪表在国内市场占有率达到95%，并有13%产品出口。深圳市每年生产数字万用表达700万台，出口世界90多个国家，中低档数字万用表的产量占世界总产量的80%。少数中高档产品，已接近国际水平。在工程应用技术方面，已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工作。如6×105kW火电机组，3.5×106t/a炼油装置，20000m3/h空分装置、核电站常规岛控制系统等，开始摆脱国家重大工程全部由国外公司垄断的局面。但在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器、元器件等产品的竞争上，国内仪器仪表行业基本上都处于相当被动的境地。
据国家统计局、教育部和有关行业部门统计，至2005年底，我国设立仪器科学与技术学科相关专业的高等院校达180余所(不包括不对院校)；仪器仪表行业规模以上企业为3391个，比2004年的2494个增长36%，职工人数为65万，年增长率为18.2%。“十五”期间，仪器仪表长夜发展的年增长率超过22%，超过国内经济发展的平均年增长率一倍以上。2005年国内仪器仪表市场需求旺盛，增长迅速。在国民经济快速发展推动下，受电站、汽车、公用设施工程、住宅建设和国际市场回暖等影响，继续保持前两年快速增长的态势。据国家统计局和有关行业部门统计，2005年国内生产仪器仪表总产值在2003年增长率26.2%、2004年年增长率22.4%的基础上，仍以26.9%的年增长率达到1777亿元。2005年国内生产仪器仪表销售收入在2003年年增长率25.4%、2004年年增长率23.3%的基础上，仍以25.8%的年增长率达到1726亿元。另据中观海关统计，2005年我国仪器仪表行业商品出口总值52。5亿美元，与上年度同期相比增长30.8%(2004年出口总值40.6亿美元，年增长率为38.4%，2003年出口总值29.4亿美元，年增长率为52.6%)；2005仪器仪表的进口金额为140.1亿美元，与上年度同期相比增长了15.7%(2004年进口金额122.3亿美元，年增长率为35.2%；2003年进口金额91.5亿美元，年增长率为67.8%)。仪器仪表进口增速继续减缓，出口增速继续加快，2005年进出口逆差为87.7亿美元，2004年出口逆差为81.7亿美元，2003年进出口逆差为62.1亿美元，仪器仪表的进出口逆差增速减缓。2005年出口产品中 ，系统形式的分散性工业过程控制设备的年增长率达324.9%，使用光学射线的分析仪、分光光度计及色谱仪的年增长率达186.4%，感量为0.1mg及更精密天平的年增长率达95.6%，低剂量X射线安全检测设备的年增长率达177.2%，坐标测量仪的年增长率达449.5%。以上说明我国仪器仪表出口产品和整个行业的技术含量在快速增长。
2005年仪器仪表主要企业任务饱满，销售增长率高于行业平均水平。其中重点企业更是发展迅速，提高了行业的生产集中程度，有利于行业的科技发展和结构调整。2005年仪器仪表销售收入过亿元的企业达320家，占企业总数的2.6%，而销售收入占行业的41%。
缺乏国家强有力的研究支援体系。仪器仪表行业品种多、批量小，需要长期饿、坚持不懈的投入。但目前投资总量不足且投资效益不佳。投资途径分散，难以集中重点。课题的选定和研究成果的公正且透明的评价体制尚不完善。企业既不能向外国那样完全按照市场经济规则参与竞争，又缺乏关于包括研究资源的战略投资的进行方式、新技术市场化所需要的市场环境的整理等国家战略。
此外，缺乏高层次的复合型人才和熟悉、精通各学科交叉的综合性人才，也是造成差距的一个重要原因。因为仪器科学技不仅涉及的学科范围广泛，并且只有能尽快发现、利用、集成各种新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的人，才能设计和制造出世界一流的测量控制与仪器仪表产品。国际上仪器科学技术发展的十分迅速，我们只有在一些关键技术和产品上有所突破，才会对我国国民经济发展的独立性、完整性和安全性产生深远的影响。
五、我国近期仪器科学与技术学科领域科技和产业主要进展
近期，我国仪器科学与技术学科加快发展，出现了相当数量的对国民经济和社会发展有重大推动作用的技术进展，在仪器仪表产品微型化、集成化、智能化、总鲜花等发展方向上紧跟国际发展不发，并加大具有自主只是产权的先进仪器仪表的研制和产业化力度，各类仪器仪表及相关传感器、元器件和材料等领域均取得可喜进展。下面按学科组成领域描述我国近期取得的主要进展。
(一)工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统领域
由于我国正处在能源和重化工业的高速增长阶段，工业自动化仪表和控制系统需求旺盛，与国际市场低速平淡的运行格局形成鲜明的对比。国际市场改行业年增幅为3%~4%，进入21世纪以来，我国该行业的产销年增幅都在22%以上，多数年份接近30%。近年来，我国自行研发的分散型控制系统(DCS)、电磁流量计、无纸记录仪、智能化执行机构等高中档产品，有的基本性能和水平与国外产品接近，市场占有率不断上升，而且在部分核心技术和标准制定方面基本与国外先进水平同步，特别是具有自主知识产权的EPA实时以太网标准的制定及其进入国际标准行列，使我国自动化行业在某些领域初步具备与国际跨国集团平等对话的权利。据国家海关统计数据显示，2005年工业自动化仪表与系统的出口商品总金额达6.31亿美元，年增长率为324.9%。近期该领域的主要进展如下：
(1)现场总线仪表和大型控制系统的产业化和大型工程的应用取得重大进展。
①解决了现场总线在仪器仪表和控制系统中应用的一些关键技术，在基于HART、EF现场总线的变送器、执行机构、控制系统等方面取得重大成果，达到国际先进水平，并已开始实现产品化，打破了由国外大公司垄断的局面。
②研究解决了工业实时以太网系列关键技术，原创性地提出了EPA(Ethernet for Plant Automation)工业控制网络通信技术，制定可我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准和国际标准。
③先进控制与优化软件产业化取得重大突破，产生了一批国内知名企业和著名品牌，树立了国产自动化仪表与系统的良好形象，国产控制系统的产业规模和竞争力得到相当大的提升，已基本可以平等地与国际著名跨国公司Aspen Honeywell竞争，促使进口设备的价格大幅度降低。
④冗余技术、抗干扰技术、故障诊断和维护技术等的研究取得进展，解决了大型控制系统在工程应用中的可靠性问题，在石油化工、大型电力、核电、冶金等领域得到广泛应用。
(2)近期自主开发的“硅电容压力变送器”精度高、稳定性能好，达到了国外高精度压力变送器的技术指标，在国内高精度压力变送器的开发制造上实现了零的突破，该产品已获得国家专利，并且通过与国内其他公司的合作开发出CXT高精度压力/差压变送器，实现了产业化。CXT变送器通过合理的结构和高速器件的选择，整机相应速度得到了很大的优化，可优于150ms，响应速度的提高，使得该变送器能适用于紧急停车等安全要求严格的场合，在整机性能上已经部分达到甚至超过了国外相应产品的指标，完全、可以替代国外产品。
(3)从智能型阀门定位器和智能型电动执行机构的产业化工作开始，围绕智能型调节阀及智能型附件等关键产品进行开发，完善模块化设计技术、智能型调节阀接口技术及模拟试验技术等，成功实现气动、电动智能型调节阀产业化生产和应用。
(4)开发智能电磁流量计的设计、制造、检测技术，使电磁流量计等产品不仅具备国内领先技术水平，而且与国外产品具有同等技术水平，具有高精度计量和现场总线功能，可与新一代FCS系统配套，实现双向数字通讯、从而满足我国能源、石化、冶金、建材、石油、环保等支柱产业的配套需要，并将促进流量测量技术的发展。
(5)在引进红外吸收、紫外吸收、磁氧工业过程气体分析器的制造技术基础上，大力开展引进技术鲜花吸收再创新工作，完成了有自主知识产权、专利技术的工业过程智能气体分析仪等七类产品，主要分析微量(PPM)级到常量(%)级SO2 、NOX、CO、CO2、CH4、NH3、O2、H2、Ar微量水(PPM级)等气体成分量。适用于国内石油、化工、化肥、电力、冶金、环境保护、制药等领域的高端市场的需求。产品的技术水品为国内同类产品一流，部分产品达到国际同类产品的先进水平。可以与ABB、SIEMENS、SERVOMEX等国外著名厂商竞争。
(二)科学测试、分析技术及科学仪器领域
我国刚开始进行改革开放时，由于既受市场经济的冲击，又受国有体制的束缚，科学仪器的发展经历了一个低潮期，许多大型科学仪器厂纷纷入不敷出、难以为继，科学仪器产业曾经一度明显萎缩，我国科学仪器基本被国外仪器占领，“八五”期间国产科学仪器的市场占有率仅为13%。“九五”期间，在国民经济快速发展推动下，各行各业对科学仪器的需求快速增长，科学仪器走出实验室进入国民经济发展的主战场，科技部实施了科学仪器公关，开展了突出具有我国自主知识产权的创新技术攻关，不仅开发了一批具有我国自主只是产权的新型科学仪器，而且推动了产、学、研的紧密结合。“九五”期间，我国科学仪器的平均年增长率25%，是各类仪器仪表中发展最快的。“九五”结束时，以分析仪器为核心的科学仪器的国产化率达到了30%。科学仪器的研究开发和产业的发展开始逐渐走出低谷，并驶入快速发展阶段。通过“十五”攻关，我国分析仪器产业进一步获得发展，并在科学仪器发面取得了一批具有自主知识产权的成果。目前大部分中低档产品已基本达到好、国外同类产品水平，如光谱分析仪器领域，具有自主知识产权的原子荧光光谱分析仪，占领了整个国内仪器市场，中档紫外可见分光光度计和原子吸收分光光度计，除满足国内常规分析的需求外，还有部分出口；高端科学测试、分析技术及其相关产品也有较大进展。近期该领域的主要进展如下：
(1)打描电声显微镜的研制，兼备电子显微镜高分辨率和声学显微非破坏内部成像的特点，获得3项中国发明专利和一项国外发明专利权，荣获国家技术发明二等奖，拥有自主知识产权，电声显微镜及相关器件已出口到美国、德国、日本、荷兰、新西兰等国家及中国台湾省，被誉为“我国大型仪器出口到发达国家和地区的成功范例”。
(2)超高分辨率光电子能谱仪研制，2006年11月完成“真空紫外激光角分辨率电子能谱仪”，具有多项专利技术，达到至今世界上最高分辨率0.26meV和最高动量分辨率0.0039A-1的技术水平，为我国提供了研究先进材料的重要手段。
(3)深制冷仪器设备的核心技术研究，在“新型深冷混合工质节流制冷”技术上取得重大突破。其核心技术是改变整个深冷温区的高效制冷，具有我国自主知识产权，荣获2006年度国家技术发明二等奖。以该核心技术为基础，已生产出“高性能冷冻干燥机(仪)”、“高性能真空冷阱/捕集仪”以及生命科学必备的活性物质深冷保存设备,后者已推出系列化产品,其中－1800C的设备可替代液氮制冷系统。该狠心技术将使我国摆脱以往97%以上深制冷仪器设备依赖进口的局面。
(4)生物芯片和微流控芯片技术和仪器研制，在生物芯片和相关产业方面，我国已具有与国际竞争的水平，其中核酸分析芯片、免疫分析芯片、毛细管电泳芯片和生物芯片点样仪、杂交仪、扫描仪等产品已占据国内市场份额的40%以上，并经国际认证，打入国际市场，约占国际市场的8%左右。2006年成功研制出“蛋白质芯片传感器生物系统”，将多中蛋白质活性微列阵、生物分子特异结合性与高分辨率椭偏光学成像技术结合，提供了一种新型无标记蛋白分析技术。达到国际先进水平。生物芯片和仪器在生命科学、疾病预测和预防、视频安全、环保等公共安全领域有广阔的前景。
在微流控芯片技术及仪器领域，随着《微流控生化分析系统的基础研究》项目的启动和研发成功，已彻底改变了我国在该领域落后的面貌，且已超过日本，仅次于美国，位居世界第二。该技术与仪器是生命科学，化学科学的重要技术平台和依托技术，前景可观。
(5)二维CCD阵列探测器光谱仪研制，采用多光栅集成技术，对光谱在二维空间10重折叠，使实际光谱区测量宽度分别扩展10倍，在小于0.1ms内，以优于0.07nm的光谱分辨率，实现了200～1000nm波长范围内快速和高灵敏度光谱测量和分析。采用CCD或CMOS阵列探测器的光谱仪是一项革命性设计，它通过多光栅结构对成像光谱进行高密度折叠，在很宽的光谱区内实现高分辨率、快速和长时间可靠测量，将会成为现代光谱分析仪设计中一个主流技术和发展趋势。被国际同行Laser Focus World(激光聚焦世界)和Photonics Spectra(光电子光谱)称为“原创性重要贡献”。在国内已获专利发明权。
(6)原子荧光光谱仪及联用技术，及具中国特色、具有自立知识产权，已处国际领先地位。已有一批骨干生产企业生产，不仅满足国内需求，还有外商代理，销往国外。特别对于当前欧盟的ROHS指标(对电子电器产品中的Hg、Pb、Cr(Vl)、Cd的含量有极严格的限制)已于2006年7月启动，原子荧光可测定上述4种重金属无素，我国制定的相应标准正进行国际认证。另外原子荧光与色谱分离系统联用，可检测元素价态，能对食品、保健品中的毒性和安全性作出更确切的评价。
(7)近红外光谱分析的化学计量学方面研究已走在世界前列。各种近红外光谱仪近年来都已开始小批量生产，其中关键性的化学计量学应用、建模、共享模型以及方法和标准的研究等许多方面已走在世界前列，许多国外著名厂家在我国销售近红外光谱仪都依托我国开发的软件，并已广泛地应用于农业、医药、食品、石化等领域。
(8)质谱仪研发和生产取得突破性进展。以往我国质谱仪完全依赖进口，近两年取得突破性进展，已研发和小批量投产多种型号的质谱仪。
(9)在便携式气相色谱仪研制上取得进展，批量生产小型便携式气相色谱仪和便携式光离子化气相色谱仪，填补了我国空白。
(10)基于核磁共振原理研发出核磁共振测井仪和核磁共振探水仪，前者已小批量生产，后者已列入“十一五国家科技支撑计划重大项目”的产业示范。
(11)近两年我国在高性能紫外/可见光光谱仪、塞曼原子吸收光谱仪、电感耦合等离子谱仪、微波等离子谱仪、气相色谱仪和液相色谱仪、离子色谱仪、智能化自动滴定仪等科学仪器的性能和产业化规模上都有显著的提升。
(12)全日面太阳光学与磁场观测仪器的研制。太阳磁场观测研究是天文学的前沿和热点课题，是太阳物理研究的基本课题，是空间天气学的研究基础和预报基础。我国为解决太阳大尺度矢量磁场观测研究和空间环境预报问题，成功地研制出全日太阳光学与磁场监测仪器并正式投入使用，在世界上首次获得了高时间分辨和高磁场分辨率的全日面矢量磁图。2006年在北京召开的COSPAR2006国际会议上，该仪器得到外国专家高度评价：“这是中国天文学家们在基础仪器研究方面取得的巨大突破，在太阳活动区电流螺度监测方面是一个绝对领导者”。
(三)人体诊疗技术及医学仪器领域
1．国家科技攻关项目取得的主要进展
科技部、卫生部、教育部组织实施的“十五”国家科技攻关计划项目“医疗器械养分技术研究及重大产品开发”于2006年1月通过验收。其中有关人休诊疗技术及医疗仪器领域的成果，从总体上反映了我国该领域的原始创新、二次创新及集成创新技术成果，对于开发自主知识产权产品，促进我国医疗仪器产业跨越发展，提高我国医疗仪器水平，扭转高档医疗仪器依赖进口的局面具有现实意义。攻关项目完成所表现的主要进展如下：
(1)数字化彩色超声成像系统研制出达到国际先进水平线阵探头、可谐波成像的相控阵探头。
(2)多层螺旋CT的研制项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际先进水平的两层和八层螺旋CT产品。
(3)普及型低剂量直接数字化X射线机，在技术引进消化吸收后实现再创新，研制出自主知识产权、进入国际先进水平的线阵探测器，生产出适合我国国情的低剂量数字化X光机，并开始出口。
(4)低生理负荷的睡眠检测系统项目，研究发明了适于大众化、简易化和低负荷的睡眠检查技术产品。
2.其他科技和产业发展的主要进展
(1)在数字化医学影像仪器一、领域，已经突破了永久磁体共振成像系统(MRI)国际公认的场强极限，自主开发了石阶上第一台0.45T医用永磁MRI系统，将手术导航系统结合到磁共振扫描机上，把手术器械(如穿刺针)的影像及虚拟的进针路线投射到MRI实时成像的解剖图像上，以达到准确定位和实时监控，现已进入临床适用阶段。“磁共振导航”为微创介入治疗带来了新的突破，为降低造价、跻身国际前列，提高自给率奠定了坚实的基础。目前我国已成为国家上低场永磁开放式MRI系统的最大生产国和出口国。成批生产出适合我国国情的普及型低剂量直接数字化X射线机。它具有自主知识产权的线阵探测器，实现数字化采集光子信号，将X线图像信号转换成数字化影像，降低了本底噪声。这个基于平板探测器的动态DR系统人乃是全球首先投入临床使用的机型，在国内占有较大的市场份额，并已进入国际市场，多层螺旋CT项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际高性能换能器的先进水平。首次自主创新开发出宽频带、高灵敏度和低误差的高性能凸阵、线阵探头，实现批量生产，具有国际竞争力，为我国发展完全自主的高性能B超系统提供了重要的基础。全数字高档黑白B超诊断系统，已实现宽频带变频扫描技术。2006年9月，国内首台全数字彩色多普勒超声诊断仪上市，该仪器采用发射频谱精确控制、加权发射、多倍信号并行处理、相位增强谐波、特异性组织成像及特异性伪差去除技术等，实现了二维彩色图像显示。
(2)准分子激光人眼像差校正系统，开发出世界上第一台WFA—1000主观式人眼像差仪、AOV-FOB准分子激光眼科治疗机，并成功的联网应用，将测量像差数据直接用于准分子激光的个订花切削，实现了真正意义上的人眼像差个性化切削矫正。主要创新点包括发展了屈光矫正和像差测量理论，突破瞳孔边界提取与跟踪、角膜粗糙度控制、主动眼球跟踪等关键技术。
(3)监护仪、心电图机、动态心电图等技术和产业方面步入成熟阶段，形成了品牌产品，不仅满足国内市场，还远销海外，便携式多参数监护仪和中心监护系统已进入国际高端监护仪器行列。十二道数字式心电图机，采用数字信号处理波性特征与小波变换检测的方法，精度达99.8%。自动分析采用逻辑判断和模式识别技术，可以自动识别的病例达170多种。动态心电图检测与分析系统，以高性能数字信号处理器为基础，由心电记录器和分析工作站两部分组成，适用效果优良。
(4)临床检验分析仪器高水平产品硕果累累，凸现了珠江三角洲企业集群异军突起的实力。我国第一台自主知识产权的全自动化生化分析仪采用分光广度原理和透射比浊原理，集合了自动加样、自动混匀、反应盘温控、光电测量、试剂制冷、反应杯更换等系统，实现了检测过程的全自动化，测试速度可达每小时300次。新近研制成功五类血液细胞分析仪。它采用特殊的化学试剂对细胞进行处理，使五类白细胞在体积和内部结构上产生更明显的差异。经激光照射产生散射光，收集前向和侧向散射光以获得细胞体积和内部结构信息，实现白细胞的五类测量。该仪器可提供27~40项测量和研究参数，每小时可处理80个样本，打破了国外仪器的垄断。
(5)采用微机电系统(MEMS)制造技术，国内首家胶囊内镜开始临床应用，居世界第二。整机由智能胶囊、图像记录仪和摄影工作站等3部分组成。产品突破低功耗图像处理系统设计、近巨宽景非球面镜头、双工多通道无线传输等关键技术。主要创新点为可控制的收发方式与实时真彩色图像检测。
(6)研制完成全固态绿光激光治疗前列腺增生系统，已经进入临床验证阶段。该系统依据选择性光吸收原理，进行前列腺良性增生气化切除，备有导光传像光纤和电视摄像装置。具有独立知识产权，为全球第二家。
(7)探索中西医结合的医疗仪器技术。我国今年在数字化舍像仪技术方面取得显著进步，为中医客观化、数字化、标准化提供了基础；关于磁共振功能成像在针灸过程中的应用，引起了国际影像界的重视；研究建立光子中医学，使激光针灸与激光血管内照射疗法进入临床应用；提出脉搏的工程分析与临床应用，有望今后用于社区、家庭的远程医疗监护。
(四)信息计测量技术及电测仪器领域
1.电工计测技术及电工仪器仪表
电工计测技术及电工仪器仪表是以电磁测量信息树立技术为基础，主要研究各类静态和动态电磁参量测量与信息处理仪器仪表、测控装置及系统，并由此形成电工仪器仪表行业。
我国电工仪器仪表行业经过50多年的发展已经形成了门类齐全，具有较强科研实力的全球规模最大的产业集群。骨干企业700余家，员工16万多人，产销能力9000万台(套)，工业总产值200亿元人民币以上；其中电能表产销量世界第一，且多数具有自主知识产权，是国产率最高的行业之一，目前出口率超过13%、出口增长率约28%，是一个具有极强国际竞争力的行业。
主要市场服务范围包括电力、冶金、交通、矿山、石油化工、轻工机械等行业，以及教育、科学试验、军事工程、宇航技术、医疗卫生、环境保护、标准计量等领域，是仪器仪表行业及其重要的分支。特别是近几年来，随着国家城乡电网改造的进行，电工测量仪表取得了跳跃式发展，高标准、高起点自主开发了一大批高科技产品，技术和产品总体上达到国际标准，同时企业的集中度不断提高，规模不断扩大，核心竞争力不断增强，产品出口辐射达到20多个国家，近期改领域饿主要进展如下：
(1)近年来在电磁计量基准标准及关键测试技术方面取得了突出的进展：①在理论和技术上取得突破性成果的基础上，我国全面参加国际比对，量子电压基准居突出的位置，量子电阻基准高出国外最高水平一个数量级，达到10-18水平，功率基准比对成绩优秀。通过比对，在国际上建立各国之间对计量能力的相互承认，从而促进了国际贸易和电能表出口：②以扩频为方向，从音频1MHZ发展，建立一批新的基准标准，同时原有基准标准的量程频段得到进一步扩展；③在电磁计量基准标准的研究中，广泛国际先进的理论和技术，同时注重创新和发展有自己特点的技术，在低温电流比较仪、采样测量等关键技术方面取得显著的进步。
(2)电工仪器仪表国际标准化战略的实施，强有力地促进和加快了产业国际化进程，同时对行业的技术创新和产业结构调整起到关键性的推动作用，引导并促进电能表等龙头产品的成功转型。近5年内，对电工仪器仪表“国家标准体系表” 进行了科学化梳理、规范和调整，组织制定、修订并颁布实施新国家标准17项、行业标准8项，正在制定的正式立项的国家标准17项、行业标准1项。坚持“早期介入、积极跟踪、适时出台”的基本工作思路，为本行业的高薪技术产业发展与克服国际贸易中的技术壁垒提供了及时的支持和正确引导，同时，实质性参与国际标准的制定、国际技术交流和标准化活动，实现与国际接轨。2003年5月，IEC/TC85(电工及电磁量测量技术委员会)秘书处正式转入中国，落户哈尔滨电工仪表研究所，实现我国承担国际电工技术委员会专业秘书处零的突破，得到国家标准化管理委员会高度重视和认可。这标志着我国开始在国际标准化事业中发挥重要作用，承担起组织国际范围的电工仪器仪表领域的标准制修订和标准化工作。
(3)电能表综合技术与质量达到国际先进水平，并已进入国家电网关口计量副表地位：①多家企业先后研制并生产出0.2S级三相多功能电能表，在技术上采用准同步采样、动态负荷实时反应、实时跟踪温漂及漂补偿等技术；面向系统设计，采用开放式通信协议，具有可在线更换的外置通信模块、实时测量、谐波测量、电能质量分析等功能；②0.1S级三相多功能电能表研制成功，并通过权威机构检测，拥有自主知识产权，全部运算功能由硬件电路实现，具有高可靠性和抗电磁干扰能力，适用复杂环境下的在线实时计量，电能计量准确度已高于IEC标准要求；③国产专用芯片发展迅速，三相多功能表和单相表已大量采用，较好的取代进口器件，性价比及可靠性大幅增长。
(4)基于开放式“自动抄表系统”系列国家标准(GB/T198 82、GB/T19897)，电能计量及远程自动抄表、管理、分配系统的构建技术实现多方位突破和应用。系统实时性、兼容性、可靠性、面向对象的互操作、抄表成功率得到有效解决。基于GPRS、CDMA的远程无线自动抄表系统在技术争议中不断发展，缺的长足的进步，正在大面积推广应用，低压电力线载波自动抄表系统采用扩频、跳频、正交频分复用、阻抗适配滤波、转发中继等技术，不断克服我国电网拓扑复杂、污染严重带来的较多的实际问题，抄表成功率大为提高。
(5)“高压电能计量关键技术和量值溯源的研究”在国际上首次完成对电能计量柜、高压电能表和电网网口电能计量系统进行整日校准和计量检定关键技术和量值溯源的研究。其测量范围涵盖GB/ T16934要求的电压380V~35KV(线电压)，电流20~1000 A。全量程电能计量准确度达到5×10-4。从而为整体校准和检定电能计量柜、高压电能表、电压电流互感器组合及电网电能计量系统奠定可坚实的技术基础，将为提高我国电能计量和电网管理水平作出突出贡献，并因此创造较大的社会和经济效益。该项目属于拥有完全自主知识产权的技术创新，达到国际先进水平。
(6)谐波电能计量在理论、技术、新产品研发上均取得突破性进展，已探索进入电力市场。基于小波分析的谐波与冲击负荷测量理论及算法的研究成果开始得以应用；新研制的高端三相多功能电能表已具备谐波测量功能；三相谐波表具有分相的基波和谐波计量功能。
(7)开发动态畸变条件下电能测量与电能质量分析技术，其中频域稳态功率电流分解方法、时域瞬时功率电流分解方法、时域稳态功率测量方法和第一代小波变换功率测量方法的研究取得实用化成果，并有产品问世。
(8)电工仪器仪表的制造技术大幅度提高。0.01级电能计量标准已经建立；基于总线技术构架调校自动化系统平台、专家系统、图像识别等技术进一步提高了生产的自动化程度和产品质量的可靠性及一致性；正弦波脉宽调制技术成功引入测试电源，预置失真和矢量纹波动态补偿等技术克服了SPWM技术失真大、供电源影像严重等问题；加上现场模拟技术和专用模拟装置的使用，电工仪表制造技术走向节能、高可靠性、全自动化的新阶段，电工仪器仪表产业的国际市场竞争力不断增强。
(3)研制成功电化学氨气、甲醛、乙烯、乙醛、光气、氯气敏感元件及传感器，解决了国内这些类型的敏感元件及传感器一直以来进口的难题。
(4)研制成功MEMS瓦斯气敏元件/光纤传感器，它以纳米敏感材料为基础，以MEMS微机电系统加工为手段，以光纤技术直线光信号的传输，是MEMS技术、纳米技术、光纤技术的结合，突破了原有的化学传感器、催化燃烧元件的工作原理，是一种新的光学原理，由于没有热源，又是光信号传输，非常适合煤田井下应用。
(1)仪用光学薄膜元件制造技术取得一定进展，研制成功生物医学荧光滤光片、变密度滤光片、紫外返光镜、长寿命冷反光镜等新产品。其中生物医学荧光滤光片高端具有光谱特性好、透过率高、截止深度深、陡度高、环境稳定性好、几乎不漂移等特点；变密度滤光片主要特点为光中性度好、线性度好，主要出口欧美等技术发达的国家和地区；紫外反光镜主要用以紫外曝光与紫外固化，是应日本某公司的要求研制，于2005年完成，产品管够特性好，中、近紫外段的反射率高(＞90%)，可见区透过率高且平缓；长寿命冷反光镜主要应用在光学引擎及投影仪等光源用的高品质反光镜，产品采用膜系优化设计、大功率离子辅助成膜技术、特殊设计的盘式行星夹具及高温成膜工艺，可见区反射率高(＞95%)，红外区透过率高(≥85%)，产品一致性好。
(2)采用电沉积工艺制备小尺寸直径的波纹管，目前达到的最小直径为内径1.2mm。这是采用其他成形方法无法达到的。电沉积波纹管灵敏度高、精度好，可以作为测量元件使用。同时，电沉积波纹管具有较大的位移量，其最大位移可以达到其自由长度的50%以上。电沉积波纹管的疲劳寿命比较高，可以达到100万次。
(3)在波纹管设计制造的基础上，研制成功高压组合电器用温度补偿器和波纹管式换热器。高压组合电器用温度补偿器在无焊缝低泄露的密封机构设计、耐高压的等静压铆接结构工艺、提高使用寿命的小波距深波纹的波形设计、吸收推力的弹性平衡结构、专用工装设备的设计制造方面进行自主创新，通经覆盖230~900mm的80多个品种规格，产品替代瑞士ABB公司、日本日立公司产品，在三峡工程中广泛应用。目前已开发成功了为110Kv、200 kV、300 kV和500 kV全封闭高压组合前期配套的波纹温度补偿器系列产品，获得6项专利。正在研发的800 kV的高压组合电器用温度补偿器产品，达到国际先进水平。目前已经形成年产值超亿规模，带动国内开关行业产值10亿元以上。
波纹管式换热器为传统的列管式换热器带来了革命性的技术革新，波纹管不再单纯作为弹性元件使用，而是作为热交换设备的关键配套件，起到提高热交换效率的作用。与传统列管式换热器相比，波纹管式换热器在同等体积情况下，热交换效率提高30%以上。目前，波纹管式热换器不仅包括供暖行业的碳钢产品，主要是石化、化工、碱厂、造纸等行业的钛管、双向钢、蒙耐尔等材料的波纹管式换热器，产品主要是替代进口。国内波纹管式换热器年产值在3亿元以上，带动了相关行业产值100亿元。
2.相关材料及技术领域
仪器仪表相关材料特指用于制造仪器仪表所必须的，对其性能起关键决定性作用的功能材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制、发射和转换等目的。可以说，仪表功能材料是仪器仪表的基础和先导，是推动各类仪器仪表发展与进步的必备条件，在国民经济、国防建设、科技开发和社会发展中，无疑将充当越来越重要的角色。
仪表功能材料种类繁多，用途广泛，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。传统的仪表功能材料主要包括测温材料、电阻材料和电接点材料、磁性材料、弹性材料、膨胀合金、热双金属、电真空材料、封接材料、光学材料和特种玻璃等。
经过几十年发展，我国仪表材料已经取得长足进步，建立了门类比较齐全的行业，相关一部分仪表功能材料产品的性能已经达到国际标准或国外先进标准的要求，光学玻璃、贵廉复合带材，铠装测温与加热电缆不仅能满足国内中低端市场的需要，还大量出口国外。近期该领域的主要进展如下：
(1)国家仪表功能材料工程技术研究中心建成并通过验收。
(2)铠装线形成热敏电缆材料及其温度传感器研制取得较大进展，铠装热敏电缆材料长度可达几十米甚至数百米，用它制成的温度传感器可监测其沿线上的温度状况，近期完成的热偶型热敏电缆成果，具有完全自主知识产权，主要技术指标如测量范围、精度、敏感温区、弯曲半径、响应时间等均达到当今国际同类产品先进水平，在目前国内大型化工企业汽化炉招标中，多次击败国外企业，实现了国产控制系统与传感器的工程化应用。
(3)完成国家军用标准“潜艇核动力装置冷却剂回路测温用铂电阻温度计规范”的制定，通过专家审查，即将正式发布。该标准结构严谨，内容先进，不仅填补了国内空白，使我国核级铂电阻温度计在国防工业中的应用有了标准规范，同时将大大促进国产核级铂电阻温度计在我国民用核电工业的应用。
(4)开展了特种环境条件下磁致伸缩材料及物位传感器的研究，取得可喜的进展。日前已研发出适合于高温、辐照等环境的高品质磁致伸缩功能材料及传感器，并将应用于国防工程。
(5)在电磁感应特种铠装电缆基础上完成钢水下渣检测传感器的研制，其各项功能指标与目前石阶上最先进的下渣传感器基本一致，已替代进口产品，成功用于武钢、太钢、包钢等钢铁企业，开始全面向国内钢铁企业推广应用，将成为我国钢水质量的提高发挥积极作用。
(6)对应力自感知水泥基复合材料及传感器的制作设备、工艺测试系统进行了较为系统的研究，也取得了初步进展。应力自感知水泥基复合材料是在传统的水泥或砂浆中添加特定导电材料或纳米材料复合而成的具有压阻效应的材料。利用这类材料的电阻率与其自身压应力存在一定的对应关系的特性，可以制成性能独特的应力自感知水泥基复合材料传感器。因其具有造价低、耐久性好、埋设工艺简单以及与混凝土材料相容性好等特性，有望成为混凝土结构长期健康检测的新一代传感装置。
(7)成功实现高端镧系光学玻璃生产的技术改造，实现φ250mm、φ400 mm的生产，实际成型规格为φ400mm×80mm，实现了大尺寸镧系玻璃成型技术的突破，丰富了我国镧系玻璃的产品规格。
六、我国仪器科学与技术学科发展的未来需求和目标
(一)我国仪器科学与技术学科发展的未来需求
本学科发展的未来需求是确定仪器科学与技术学科领域科技发展方向和产业发展重点的基础。现代仪器仪表在当今社会经济活动中还发挥“物化法官”的重要作用。同时，仪器仪表在试验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用，需求遍及“农轻重、海陆空、吃穿用”无所不在。下面主要从未来10年国民经济、社会发展和国防安全的战略目标，分析仪器科学与技术学科的未来需求。
(1)国民经济的发展要改变产品档次低、技术含量低、主要靠数量增加的粗放式发展模式，走以质取胜的集约式发展之路，必须广泛采用信息技术，用信息化带动传统产业的发展。仪器科学与技术学科是信息技术的重要组成部分，在实现“精确工业”、“精确农业”……的过程中有巨大的需求。
(2)科学技术是第一生产力，科教兴国已成为既定国策。大力加强科研和建立以企业为主的技术创新体系，提高自主开发和自主创新能力，仪器科学技术必须先行。
(3)面对世界超级大国的超强“精确打击”军力，为了国防需要，部队的快速反应能力和武器的精确打击能力急需提高，对作为军事上战斗力的仪器科技同样有巨大的需求。
(4)面对资源短缺，水资源危机、生态环境恶劣的严峻局面，要保障人民健康和社会的可持续性发展，必须加强生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、商品质检、临床医学、医药科学等领域的研究和发展，从而增加对仪器科学与技术学科的未来需求。
(二)我国仪器科学与技术学科发展的目标
我国仪器科学与技术学科的总体目标是：从目前至2020年，必须充分利用我国经济高速发展和巨大的市场优势，结合测控技术的深化研究，大力推进新技术、新工艺在仪器仪表中的应用研究，掌握各类仪器仪表的设计、生产工艺等关键技术，满足国民经济、人民健康和国防安全在生产、科研、应用各个方面对测量控制与仪器仪表的需求，减少进口，扩大出口，使我国仪器科学与技术学科领域科技和产业总体水平与国际水平差距普遍缩短到3~5年；工业自动化仪表和控制系统、科学仪器、医疗仪器、电测和计量仪器、各类专用仪器仪表、相关传感器和元器件及材料等领域约30%的产品达到国际同期先进水平，国内生产的仪器仪表在大工程的配套能力达到80%以上。
七、我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向和产业发展建议
(一)我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向建议
从仪器科学与技术学科领域个组成部分相互关系、共性问题以及我国国民经济、科学研究、国防建设、社会发展全局进行战略研究，建议学科领域科技研究方向为：新型传感器及信息获取技术；与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术；精确制造中的测量控制技术及仪器仪表；微分析仪器及其关键技术；数字化医疗仪器及其关键技术；基于量子物理的计量标准系统。
1.新型传感器及信息获取、传感技术
2.传感技术不仅是检测的基础，它也是控制的基础。这不仅是因为控制必须以检测输入的信息为基础；并且是犹豫控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的。信息获取、传感技术是仪器科学与技术学科的基础技术；新型传感器是发展高水平测量控制仪器仪表的基础。传感技术已成为制约测量控制仪器仪表发展的瓶颈。
新型传感器及信息获取、传感技术主要是对客观世界有用信息的检测，它包括有用呗测量敏感技术、涉及各学科工作原理、遥感遥控、新材料等技术、信息融合技术；传感器制造技术等。信息融合技术设计传感器分布、微弱信号提取(增强)、传感信息融合、成像等技术、传感器制造技术涉及微加工、生物芯片、新工艺等技术。
3.与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术
工业发达国家高新技术仪器仪表产品品种约占总品种的75%，而国内还不到20%。工业自动化仪表和控制系统的仪表品种国内满足率，一般性工程项目达80%，大型工程项目还不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备主要解决智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。主要包括符合现场要求的各类传感器及检测仪表，实时流程分析仪器及在线分析技术，新型现场控制系统，e网控制系统，以工业控制计算机、可编程控制为基础的开放式控制系统及先进控制技术，特种测控装备和测控技术，系统成套集成技术等。
系统集成技术直接影响测量控制仪器仪表的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术没包括系统的需求分析和建模技术、物理层装置技术、系统各部分信息通信转换技术、应用层控制策略实时技术等。在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还应包括各近最佳方式监控智能化工具、装备、系统以达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。从目前发展趋势看，在企业信息化ERS/MES/PCS三级节后的计算机测控系统中，软件的价格已超过硬件的3倍。而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。智能控制技术包括仿人的特征提取技术、目标自动化辨识技术、知识的自学习技术、环境的自适应技术、最佳决策技术等。
4.科学仪器中的为分析仪器及其关键技术
5.分析仪器是科学仪器中最重要和发展最快的组成部分，而为分析仪器包含的微量检测、微型化、高灵敏度、高分辨率和高智能化内涵，则代表了分析仪器的一个重要发展趋势和技术水平，在生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、临床医学、医药科学和化工等领域得到越来越多的应用。微分析仪器及其关键技术的研究方向包括：
(1)开展高灵敏度、高分辨率、高性能水平的微结构型传感器研究，将生物芯片技术、新型化学传感器技术、多组分(多参数)集成传感器技术应用于分析仪器的研制和开发。
(2)开展分析仪器微型化和相关微根系技术的研究，重点进行微分析仪器使用的共性技术和新技术的研究、如微流控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、全电子分光系统、微分光仪、新型芯片等的研究。
(3)过程分析、在线分析使用的微分析仪器及其关键技术研究。
(4)不同类别分析器联用技术的研究。当复杂基体的微量、痕量物质的含量及结构分析对分析对象的分辨能力提出极高的要求，且单一的分离技术甚至质谱分离技术均已无法从复杂的信息中分离出所需要的有用信息时，需要通过相关不同类别分析器的联用技术对物质的成分、结构、形态甚至是综合形态进行分析，以便同时获得原子和分子的信息。
仪器作为人类认识世界、改造世界的第一手工具，是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。仪器科学和技术学科作为研究、开发、制造、应用仪器的学科，新的科学研究成果和发现(如信息论、控制论、系统工程理论，微观和宏观世界研究成果)及大量高新技术(如微弱信号提取技术、计算软件、硬件技术，网络技术，激光技术，超导技术，纳米技术等)均成为仪器科学和技术学科发展的重要动力。仪器不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用、集成新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的仪器装置和系统层出不穷。
5.仪器及测控单元微小型化、智能化、可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用
仪器及测控单元大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断象微小型、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，仪器和测控单元的微小型化和智能化将是长期发展特点。从应用技术看，微小型化和智能化仪器及测控单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
6.仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展
随着仪器所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如，一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千，它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动控制子系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。
7.便携式、手持式及个性化仪器大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人民生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要特点。科学仪器的现场化、实时在线化，特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器将有较大发展。
(二)仪器科学与技术学科领域科技和产业的发展趋势
1.学科领域科技发展趋势
学科领域技术发展的趋势是利用各学科最新科技成果，特别是结合材料、微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科及大规模集成电路、微纳加工、网络等各种新技术，开发新的微弱信号敏感、传感、检测、融合技术，物质原子、分子级检测技术，复杂组成样品的联用分析技术，生命科学的原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性检测技术，工业自动化测控的在线分析、原位分析、高可靠性、高性能和高适用性技术，新学科领域的计量技术，各类应用领域的专用、快速、自动化检测和计量技术。这些科技发展趋势，具体表现在下列一些方面。
(1)与微电子技术、MEMS技术结合，实现敏感单元与信号调理电路集成，有利于敏感单元微弱信号检测、放大及处理，大大减小了传感器体积，有效提高了传感器的抗干扰能力。
(2)与纳米技术结合，基于传感器实现的新方法，采用纳米结构或纳米材料的某些典型特性，设计极高灵敏度的痕量检测微系统。
(3)与生物技术结合，开发微型生物、化学传感系统，用于疾病检测、生化分析、有毒有害物质检测等领域。
(4)与网络、通信技术结合，开发网络化传感技术和微弱信号融合技术，用于有用信号增加及原位、在体、实时、高灵敏度、高通量、高选择性检测等。
(5)结合太赫兹辐射技术，开发太赫兹光谱检测、太赫兹成像分析和太赫兹遥测技术，用于国防、安全检测、材料识别与诊断、生产检测、生物医学应用等领域。太赫兹辐射(T-射线，波长为30~3000μm范围内的电磁波)可以象X-射线那样穿过某些材料“看”到其背后的物质，T-射线光子能量极低，不会对人体和其他材料造成电离，大多数包装材料如纸张、碳素板、塑料等对T-射线都是透明的，而金属和含有水分的材料不能透过T-射线，可以利用T-射线进行成像，透视出包装物品内部物体的T-射线图像来，从而可以应用于机场行李箱的安全检查和人体内有损伤或破裂器官的检查。
(6)结合分子影像学，开发活体内可见光成像分析、小动物光学分子成像分析技术，可实现无创伤、实时、活体、特异精细(分子水平)的显像分析。
(7)结合表面曾江拉曼散射(SERS)技术，开发针尖增强拉曼显微分析、生物芯片SERS分析技术，具有灵敏度高、干扰小的特点，适合于研究界面效应，可以解决生物化学、生物物理和分子生物学中的许多检测难题，有望解决超高灵敏度分析问题，甚至进行单细胞和单分子分析。
(8)结合核磁共振技术，开发新的核磁共振波谱分析、核磁共振成像分析技术，以提高灵敏度、空间分辨率和时间分辨率。其中高时空分辨成像技术，还直接导致形成了脑功能成像这一新的研究领域。
(9)结合像差校正等技术，开发电子、粒子束微区分析技术，利用电子、粒子束探索和分析样品表面形貌、原子和分子结构、元素组成、化学状态。电子、粒子束微区分析技术在材料科学、微电子学、化学与催化、环保、能源、生命科学等领域应用很广，其分辨本领有日益提高的趋势，目前点分辨已突破1A的限制，能量分辨率达到0.1eV水平。
(10)结合生命科学技术，开发基因测序和基因转录检测技术、蛋白质鉴定和大规模蛋白质相互作用检测技术、蛋白质组生物信息检测和代谢组学分析技术。
(11)结合生命科学技术、化学科学与信息科学的发展，在生物技术芯片基础上开发生物芯片检测分析技术、微流控检测分析技术，这是当前正在急速发展的高新技术和科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学科学与信息科学发展的重要技术平台，能提供生命信息的微全分析系统；通过分析装备微型化、芯片化、集成化，使分析效率成百倍、千倍地提高，试样和试剂消耗大幅度下降；其最终 目标是在芯片大小的空间实现化学实验室的全部功能，即所谓“芯片实验室”，受到科技界高度重视。
(12)结合控制技术、通信技术、计算技术、制造技术，开发高性能测控技术、从而使仪器科技产品具有高的测量精度和丰富的功能，并且以软硬件结合的方式向控制优化、管理优化、工程集成方向发展，使大型控制系统具备大量工业自动化设备的协调应用和管理功能，能将不同厂家生产的各种仪器仪表产品无缝地集成为一个协调系统，以满足用户的要求。
(13)结合纠检错理论和自校正、自适应、自诊断等技术，在应用新器件、新材料基础上，开发高可靠性和高适用性测控技术及其产品，从而使仪器科技产品的可靠性呈数量级提高，并适合在高温、高压、高压差、强冲刷、强辐射、强腐蚀、强毒性、多相流等复杂工况和恶劣环境中使用。现场仪器仪表复杂、易损、难以维修的状况正在改变，出现了使用期不需调整维修的仪器科技产品。
(14)结合纳米科技的发展，开发纳米测量技术，建立纳米计量测试标准。
(15)结合量子物理的发展，开展基于量子物理的计量基准的建立和完善。
2.产业发展趋势
发达国家为了保持产品在国际上的竞争力，都十分重视产品开发，各企业都设有试验研究、设计结构，有相应的实验室。大型公司还有试制车间，对新开发的产品精益求精，力求投入市场的新产品能为客户所信赖。为了加快产品更新换代，企业非常重视科技进步，尽量在新产品中采用各种高新技术及其形成的新型传感器、新型器件(特别是超大规模集成专用电路)及新材料，并采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)以缩短新产品开发周期。
国际上仪器科技产品的发展趋势是微型化、数字化、智能化、集成化和网络化进一步向纵深发展，并在产品性能上向高精度、高可靠性、高环境适用性目标前进，在人机界面上更便于人的操作、使用，以及与人类生活、健康有关的各类仪器科技产品有望得到较大的发展并进入家庭，通过家庭、社区、医院联网使保健、疾病诊治从医院象社区、家庭发展。
仪器科技产品的微型化发展趋势，主要依托于微机电系统(MEMS)微米/纳米制造技术和微电子IC制造技术，使仪器科技产品集机械、传感、测控等部件于一个芯片上，并能按微电子IC批量加工工艺制造。
仪器科技产品的数字化、智能化发展趋势，随着微电子技术、计算机技术、人工智能技术的发展而进步，它使仪器科技产品与数字处理器，超大规模专用集成电路、PC技术、人工智能技术进一步融合在一起。国际上目前先进的数字化、智能化仪器仪表系统构成，以数字信号处理系统(DSPS)为代表，它以DSP为核心，配合先进的混合信号电路，专用系统集成电路、元件及开发工具等组成对整个应用系统的完整解决方案。在数字化和智能化发展的趋势中，硬件和软件处于同样重要的地位，旦硬件是基础，仪器使用新器件、新工艺，特别是超大规模集成的新器件，能使原来不能实现的指标成为可能，因此新器件的采用能成为产品竞争的重要筹码。另一方面软件在智能仪表的发展中起着越来越重的作用，现代仪器仪表设计中软件工作量已占到70%~80%，这在某种程度上决定着仪器的功能和性能。软件能完成性能指标补偿、自动测试，自检、自诊断、数据采集、控制、传输、显示等功能。有的如计算机、光盘等的评估测试，主要由软件完成。软件将成为今后智能仪表发展的重要方向。未来10年，更高程度的智能化应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的表达与应用。
仪器科技产品的集成化、网络化发展趋势，以总线技术、仪表及其模块开放式互联标准及通信技术为基础，包括测试软件的规范化、标准化，使自动测试系统的构成向大生产领域和军事工程领域扩展，并能提供所需要测试的系统方案或系统饿集成能力。
医疗仪器作为以人体疾病诊疗、预防为目标的装置。随着全球性医学目的以治愈疾病和阻碍死亡为主调整到以预防及早期诊断为主，国际上医疗仪器的发展中心将象早期诊断装置、个人健康状况检测装置方向发展。除无损伤诊断成像技术包括超声、X线、CT、MRI将向高度准确方向发展外，新的无损诊断技术将不断出现。内窥镜和导管技术的发展将使无创和低创的直视诊断深入到人体各个脏器和病变部位，从而获得精确的形态、功能、病理等电生理诊断。计算机技术和人工智能技术，将在病情的综合分析和准确诊断中发挥重要作用。人们对与健康、亚健康、疾病状态相关的信息量需求越来越多，而这些信息量的获取在很大程度上依赖于临床实验。临床检验仪器的发展将呈现两极分化的趋势。其一是临床实验室检验仪器发展的中心化。全实验室自动化(Total L aboratory Automation,TLA)就是通过计算机整合系统将临床实验室相互有关或互不相关的自动化仪器串联整合起来，构成流水线检测作业的组合，形成大规模的检验过程自动化。其二是临床实验室检验仪器发展的简便化。随着集成电路技术、芯片技术等高科技的发展，社会的快速发展导致生活节奏的加快，相关医学健康知识的普及、使得临床检验仪器不断向小型化、床边检验、及时检验、患者自己操作的方向发展。在治疗方面，各种内窥装置和介入影像等手段将在各科临床手术中常规使用，以使手术创伤降低到最低限度；能直接完成手术治疗的智能医疗仪器将受到重视，这类医疗仪器实际上是一个完整的具有人工智能的手术操作系统，能实现病变部位的自动识别、自动定位、自动操作、自动调整，从而精确完成所需的手术治疗。
仪器科技产品在生物、环保、医学等有关人的生存、发展领域的应用日新月异，现代高科技军事方面的发展也促进了仪器科技产品的应用拓展，灵敏、准确的现场毒物检测、生命保障任务也大大扩大了仪器科技产品的应用领域。
四、我国仪器科学与技术学科领域科技和产业发展的基本状况分析
几十年来我国仪器科学产品基本上划归机械系统管理，这实际上是将仪器仪表的功能主要作为机械类产品处理。但仪器科技产品作为信息源头的本质作用及为国民经济各部门所急需是客观存在的事实。在机械系统归口的仪器科技产品难以满足要求的前提下，许多部委和集团公司处于自身发展的需要，先后建立起一大批有相当规模和数量的仪器科技产品的研究机构和生产企业，从而形成我国仪器仪表产业出国家机械部门外，分散归属在信息产业部、科技部、中国科学院国防科工委、教育部、国家食品药品监督管理局、航天工业集团公司、石油化工总公司等20多个部门的现状。其中除国家机械部门较全面发展各类仪器仪表技术装备外、国家药品监督管理局着重发展医疗仪器，其他各部委和集团公司着重发展满足自身需要的专用测量仪器仪表。
至于仪器科学与技术学科领域的科技开发，计划经济时代受学习前苏联的影响，仪器科技开发和产品生产基本处于分离状态，仪器科技开发主要由行业研究所进行，开发的成果以新型仪器仪表产品为主，生产企业接受对口行业研究所的新产品开发成果进行生产。行业研究所负责产品样机的试制和试点应用(重要产品有时还包括产品小批量试生产)，实际上起产品研究所的作用；生产企业负责批量生产，成为名副其实的工厂，很少科技开发能力。仪器科技开发的另一种力量则分布于开设仪器科技学科相关专业的高等院校中，是进行仪器科技开发的基础研究力量，是行业研究所科技开发的重要同盟军，但与生产企业联系较少。我国仪器科研这种以产品开发为主的历史原因，也造成我国评估仪器科技水平以评估仪器产品水平为主的传统并一直沿用至今。
目前，我国正处于从计划经济向市场经济转型过渡时期，多年来国家仪器管理机构不断调整，仪器科研院所向科研和产业化生产紧密结合型企业转变，仪器生产企业不断加强科技创新能力，并向创新主体方向努力，国有企业加强改制，民营和“三资”企业的快速发展，使我国仪器科技和产业经受住了市场经济的冲击和国有体制的束缚，渡过了改革开放初期经历的低潮期，呈良性快速增长态势。与此同时，我国已将仪器仪表研发列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006—2020年)，并在国家中长期科学技术发展规划的第三专题《制造业发展科技问题研究》中作为“与信息化、智能化相适应的仪器仪表”列入专题研究。国家发改委将国家工业化自动仪表与控制系统及科学仪器产业化分别列为高科技产业化专项。科技部已将“流程工业数字化仪器仪表”列入国家“863”计划先进制造技术领域重点项目，将《科学仪器设备研究与开发》列入十一五国家科技支撑计划重大项目。2006年国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》中将“自动化控制系统”、“关键精密测试仪器”分别列入主要任务和16项重点突破任务中。
目前，我国仪器科学与技术学科从理论研究、计量基准、产品制造技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用等方面已日趋完善，并形成门类品种比较齐全、布局较为合理、具有相当技术基础和生产规模的仪器仪表产业体系，已成为亚洲除日本以外仪器仪表生产国；是发展中国家中综合实力最强的仪器仪表生产国。从产品的科技水平分析，目前绝大部分国产仪器产品的科技水平处于国际20世纪90年代初、中期的水平。中低档产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定；例如，电工仪器仪表在国内市场占有率达到95%，并有13%产品出口。深圳市每年生产数字万用表达700万台，出口世界90多个国家，中低档数字万用表的产量占世界总产量的80%。少数中高档产品，已接近国际水平。在工程应用技术方面，已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工作。如6×105kW火电机组，3.5×106t/a炼油装置，20000m3/h空分装置、核电站常规岛控制系统等，开始摆脱国家重大工程全部由国外公司垄断的局面。但在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器、元器件等产品的竞争上，国内仪器仪表行业基本上都处于相当被动的境地。
据国家统计局、教育部和有关行业部门统计，至2005年底，我国设立仪器科学与技术学科相关专业的高等院校达180余所(不包括不对院校)；仪器仪表行业规模以上企业为3391个，比2004年的2494个增长36%，职工人数为65万，年增长率为18.2%。“十五”期间，仪器仪表长夜发展的年增长率超过22%，超过国内经济发展的平均年增长率一倍以上。2005年国内仪器仪表市场需求旺盛，增长迅速。在国民经济快速发展推动下，受电站、汽车、公用设施工程、住宅建设和国际市场回暖等影响，继续保持前两年快速增长的态势。据国家统计局和有关行业部门统计，2005年国内生产仪器仪表总产值在2003年增长率26.2%、2004年年增长率22.4%的基础上，仍以26.9%的年增长率达到1777亿元。2005年国内生产仪器仪表销售收入在2003年年增长率25.4%、2004年年增长率23.3%的基础上，仍以25.8%的年增长率达到1726亿元。另据中观海关统计，2005年我国仪器仪表行业商品出口总值52。5亿美元，与上年度同期相比增长30.8%(2004年出口总值40.6亿美元，年增长率为38.4%，2003年出口总值29.4亿美元，年增长率为52.6%)；2005仪器仪表的进口金额为140.1亿美元，与上年度同期相比增长了15.7%(2004年进口金额122.3亿美元，年增长率为35.2%；2003年进口金额91.5亿美元，年增长率为67.8%)。仪器仪表进口增速继续减缓，出口增速继续加快，2005年进出口逆差为87.7亿美元，2004年出口逆差为81.7亿美元，2003年进出口逆差为62.1亿美元，仪器仪表的进出口逆差增速减缓。2005年出口产品中 ，系统形式的分散性工业过程控制设备的年增长率达324.9%，使用光学射线的分析仪、分光光度计及色谱仪的年增长率达186.4%，感量为0.1mg及更精密天平的年增长率达95.6%，低剂量X射线安全检测设备的年增长率达177.2%，坐标测量仪的年增长率达449.5%。以上说明我国仪器仪表出口产品和整个行业的技术含量在快速增长。
2005年仪器仪表主要企业任务饱满，销售增长率高于行业平均水平。其中重点企业更是发展迅速，提高了行业的生产集中程度，有利于行业的科技发展和结构调整。2005年仪器仪表销售收入过亿元的企业达320家，占企业总数的2.6%，而销售收入占行业的41%。
缺乏国家强有力的研究支援体系。仪器仪表行业品种多、批量小，需要长期饿、坚持不懈的投入。但目前投资总量不足且投资效益不佳。投资途径分散，难以集中重点。课题的选定和研究成果的公正且透明的评价体制尚不完善。企业既不能向外国那样完全按照市场经济规则参与竞争，又缺乏关于包括研究资源的战略投资的进行方式、新技术市场化所需要的市场环境的整理等国家战略。
此外，缺乏高层次的复合型人才和熟悉、精通各学科交叉的综合性人才，也是造成差距的一个重要原因。因为仪器科学技不仅涉及的学科范围广泛，并且只有能尽快发现、利用、集成各种新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果的人，才能设计和制造出世界一流的测量控制与仪器仪表产品。国际上仪器科学技术发展的十分迅速，我们只有在一些关键技术和产品上有所突破，才会对我国国民经济发展的独立性、完整性和安全性产生深远的影响。
五、我国近期仪器科学与技术学科领域科技和产业主要进展
近期，我国仪器科学与技术学科加快发展，出现了相当数量的对国民经济和社会发展有重大推动作用的技术进展，在仪器仪表产品微型化、集成化、智能化、总鲜花等发展方向上紧跟国际发展不发，并加大具有自主只是产权的先进仪器仪表的研制和产业化力度，各类仪器仪表及相关传感器、元器件和材料等领域均取得可喜进展。下面按学科组成领域描述我国近期取得的主要进展。
(一)工业自动化测控技术及工业自动化仪表与系统领域
由于我国正处在能源和重化工业的高速增长阶段，工业自动化仪表和控制系统需求旺盛，与国际市场低速平淡的运行格局形成鲜明的对比。国际市场改行业年增幅为3%~4%，进入21世纪以来，我国该行业的产销年增幅都在22%以上，多数年份接近30%。近年来，我国自行研发的分散型控制系统(DCS)、电磁流量计、无纸记录仪、智能化执行机构等高中档产品，有的基本性能和水平与国外产品接近，市场占有率不断上升，而且在部分核心技术和标准制定方面基本与国外先进水平同步，特别是具有自主知识产权的EPA实时以太网标准的制定及其进入国际标准行列，使我国自动化行业在某些领域初步具备与国际跨国集团平等对话的权利。据国家海关统计数据显示，2005年工业自动化仪表与系统的出口商品总金额达6.31亿美元，年增长率为324.9%。近期该领域的主要进展如下：
(1)现场总线仪表和大型控制系统的产业化和大型工程的应用取得重大进展。
①解决了现场总线在仪器仪表和控制系统中应用的一些关键技术，在基于HART、EF现场总线的变送器、执行机构、控制系统等方面取得重大成果，达到国际先进水平，并已开始实现产品化，打破了由国外大公司垄断的局面。
②研究解决了工业实时以太网系列关键技术，原创性地提出了EPA(Ethernet for Plant Automation)工业控制网络通信技术，制定可我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准和国际标准。
③先进控制与优化软件产业化取得重大突破，产生了一批国内知名企业和著名品牌，树立了国产自动化仪表与系统的良好形象，国产控制系统的产业规模和竞争力得到相当大的提升，已基本可以平等地与国际著名跨国公司Aspen Honeywell竞争，促使进口设备的价格大幅度降低。
④冗余技术、抗干扰技术、故障诊断和维护技术等的研究取得进展，解决了大型控制系统在工程应用中的可靠性问题，在石油化工、大型电力、核电、冶金等领域得到广泛应用。
(2)近期自主开发的“硅电容压力变送器”精度高、稳定性能好，达到了国外高精度压力变送器的技术指标，在国内高精度压力变送器的开发制造上实现了零的突破，该产品已获得国家专利，并且通过与国内其他公司的合作开发出CXT高精度压力/差压变送器，实现了产业化。CXT变送器通过合理的结构和高速器件的选择，整机相应速度得到了很大的优化，可优于150ms，响应速度的提高，使得该变送器能适用于紧急停车等安全要求严格的场合，在整机性能上已经部分达到甚至超过了国外相应产品的指标，完全、可以替代国外产品。
(3)从智能型阀门定位器和智能型电动执行机构的产业化工作开始，围绕智能型调节阀及智能型附件等关键产品进行开发，完善模块化设计技术、智能型调节阀接口技术及模拟试验技术等，成功实现气动、电动智能型调节阀产业化生产和应用。
(4)开发智能电磁流量计的设计、制造、检测技术，使电磁流量计等产品不仅具备国内领先技术水平，而且与国外产品具有同等技术水平，具有高精度计量和现场总线功能，可与新一代FCS系统配套，实现双向数字通讯、从而满足我国能源、石化、冶金、建材、石油、环保等支柱产业的配套需要，并将促进流量测量技术的发展。
(5)在引进红外吸收、紫外吸收、磁氧工业过程气体分析器的制造技术基础上，大力开展引进技术鲜花吸收再创新工作，完成了有自主知识产权、专利技术的工业过程智能气体分析仪等七类产品，主要分析微量(PPM)级到常量(%)级SO2 、NOX、CO、CO2、CH4、NH3、O2、H2、Ar微量水(PPM级)等气体成分量。适用于国内石油、化工、化肥、电力、冶金、环境保护、制药等领域的高端市场的需求。产品的技术水品为国内同类产品一流，部分产品达到国际同类产品的先进水平。可以与ABB、SIEMENS、SERVOMEX等国外著名厂商竞争。
(二)科学测试、分析技术及科学仪器领域
我国刚开始进行改革开放时，由于既受市场经济的冲击，又受国有体制的束缚，科学仪器的发展经历了一个低潮期，许多大型科学仪器厂纷纷入不敷出、难以为继，科学仪器产业曾经一度明显萎缩，我国科学仪器基本被国外仪器占领，“八五”期间国产科学仪器的市场占有率仅为13%。“九五”期间，在国民经济快速发展推动下，各行各业对科学仪器的需求快速增长，科学仪器走出实验室进入国民经济发展的主战场，科技部实施了科学仪器公关，开展了突出具有我国自主知识产权的创新技术攻关，不仅开发了一批具有我国自主只是产权的新型科学仪器，而且推动了产、学、研的紧密结合。“九五”期间，我国科学仪器的平均年增长率25%，是各类仪器仪表中发展最快的。“九五”结束时，以分析仪器为核心的科学仪器的国产化率达到了30%。科学仪器的研究开发和产业的发展开始逐渐走出低谷，并驶入快速发展阶段。通过“十五”攻关，我国分析仪器产业进一步获得发展，并在科学仪器发面取得了一批具有自主知识产权的成果。目前大部分中低档产品已基本达到好、国外同类产品水平，如光谱分析仪器领域，具有自主知识产权的原子荧光光谱分析仪，占领了整个国内仪器市场，中档紫外可见分光光度计和原子吸收分光光度计，除满足国内常规分析的需求外，还有部分出口；高端科学测试、分析技术及其相关产品也有较大进展。近期该领域的主要进展如下：
(1)打描电声显微镜的研制，兼备电子显微镜高分辨率和声学显微非破坏内部成像的特点，获得3项中国发明专利和一项国外发明专利权，荣获国家技术发明二等奖，拥有自主知识产权，电声显微镜及相关器件已出口到美国、德国、日本、荷兰、新西兰等国家及中国台湾省，被誉为“我国大型仪器出口到发达国家和地区的成功范例”。
(2)超高分辨率光电子能谱仪研制，2006年11月完成“真空紫外激光角分辨率电子能谱仪”，具有多项专利技术，达到至今世界上最高分辨率0.26meV和最高动量分辨率0.0039A-1的技术水平，为我国提供了研究先进材料的重要手段。
(3)深制冷仪器设备的核心技术研究，在“新型深冷混合工质节流制冷”技术上取得重大突破。其核心技术是改变整个深冷温区的高效制冷，具有我国自主知识产权，荣获2006年度国家技术发明二等奖。以该核心技术为基础，已生产出“高性能冷冻干燥机(仪)”、“高性能真空冷阱/捕集仪”以及生命科学必备的活性物质深冷保存设备,后者已推出系列化产品,其中－1800C的设备可替代液氮制冷系统。该狠心技术将使我国摆脱以往97%以上深制冷仪器设备依赖进口的局面。
(4)生物芯片和微流控芯片技术和仪器研制，在生物芯片和相关产业方面，我国已具有与国际竞争的水平，其中核酸分析芯片、免疫分析芯片、毛细管电泳芯片和生物芯片点样仪、杂交仪、扫描仪等产品已占据国内市场份额的40%以上，并经国际认证，打入国际市场，约占国际市场的8%左右。2006年成功研制出“蛋白质芯片传感器生物系统”，将多中蛋白质活性微列阵、生物分子特异结合性与高分辨率椭偏光学成像技术结合，提供了一种新型无标记蛋白分析技术。达到国际先进水平。生物芯片和仪器在生命科学、疾病预测和预防、视频安全、环保等公共安全领域有广阔的前景。
在微流控芯片技术及仪器领域，随着《微流控生化分析系统的基础研究》项目的启动和研发成功，已彻底改变了我国在该领域落后的面貌，且已超过日本，仅次于美国，位居世界第二。该技术与仪器是生命科学，化学科学的重要技术平台和依托技术，前景可观。
(5)二维CCD阵列探测器光谱仪研制，采用多光栅集成技术，对光谱在二维空间10重折叠，使实际光谱区测量宽度分别扩展10倍，在小于0.1ms内，以优于0.07nm的光谱分辨率，实现了200～1000nm波长范围内快速和高灵敏度光谱测量和分析。采用CCD或CMOS阵列探测器的光谱仪是一项革命性设计，它通过多光栅结构对成像光谱进行高密度折叠，在很宽的光谱区内实现高分辨率、快速和长时间可靠测量，将会成为现代光谱分析仪设计中一个主流技术和发展趋势。被国际同行Laser Focus World(激光聚焦世界)和Photonics Spectra(光电子光谱)称为“原创性重要贡献”。在国内已获专利发明权。
(6)原子荧光光谱仪及联用技术，及具中国特色、具有自立知识产权，已处国际领先地位。已有一批骨干生产企业生产，不仅满足国内需求，还有外商代理，销往国外。特别对于当前欧盟的ROHS指标(对电子电器产品中的Hg、Pb、Cr(Vl)、Cd的含量有极严格的限制)已于2006年7月启动，原子荧光可测定上述4种重金属无素，我国制定的相应标准正进行国际认证。另外原子荧光与色谱分离系统联用，可检测元素价态，能对食品、保健品中的毒性和安全性作出更确切的评价。
(7)近红外光谱分析的化学计量学方面研究已走在世界前列。各种近红外光谱仪近年来都已开始小批量生产，其中关键性的化学计量学应用、建模、共享模型以及方法和标准的研究等许多方面已走在世界前列，许多国外著名厂家在我国销售近红外光谱仪都依托我国开发的软件，并已广泛地应用于农业、医药、食品、石化等领域。
(8)质谱仪研发和生产取得突破性进展。以往我国质谱仪完全依赖进口，近两年取得突破性进展，已研发和小批量投产多种型号的质谱仪。
(9)在便携式气相色谱仪研制上取得进展，批量生产小型便携式气相色谱仪和便携式光离子化气相色谱仪，填补了我国空白。
(10)基于核磁共振原理研发出核磁共振测井仪和核磁共振探水仪，前者已小批量生产，后者已列入“十一五国家科技支撑计划重大项目”的产业示范。
(11)近两年我国在高性能紫外/可见光光谱仪、塞曼原子吸收光谱仪、电感耦合等离子谱仪、微波等离子谱仪、气相色谱仪和液相色谱仪、离子色谱仪、智能化自动滴定仪等科学仪器的性能和产业化规模上都有显著的提升。
(12)全日面太阳光学与磁场观测仪器的研制。太阳磁场观测研究是天文学的前沿和热点课题，是太阳物理研究的基本课题，是空间天气学的研究基础和预报基础。我国为解决太阳大尺度矢量磁场观测研究和空间环境预报问题，成功地研制出全日太阳光学与磁场监测仪器并正式投入使用，在世界上首次获得了高时间分辨和高磁场分辨率的全日面矢量磁图。2006年在北京召开的COSPAR2006国际会议上，该仪器得到外国专家高度评价：“这是中国天文学家们在基础仪器研究方面取得的巨大突破，在太阳活动区电流螺度监测方面是一个绝对领导者”。
(三)人体诊疗技术及医学仪器领域
1．国家科技攻关项目取得的主要进展
科技部、卫生部、教育部组织实施的“十五”国家科技攻关计划项目“医疗器械养分技术研究及重大产品开发”于2006年1月通过验收。其中有关人休诊疗技术及医疗仪器领域的成果，从总体上反映了我国该领域的原始创新、二次创新及集成创新技术成果，对于开发自主知识产权产品，促进我国医疗仪器产业跨越发展，提高我国医疗仪器水平，扭转高档医疗仪器依赖进口的局面具有现实意义。攻关项目完成所表现的主要进展如下：
(1)数字化彩色超声成像系统研制出达到国际先进水平线阵探头、可谐波成像的相控阵探头。
(2)多层螺旋CT的研制项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际先进水平的两层和八层螺旋CT产品。
(3)普及型低剂量直接数字化X射线机，在技术引进消化吸收后实现再创新，研制出自主知识产权、进入国际先进水平的线阵探测器，生产出适合我国国情的低剂量数字化X光机，并开始出口。
(4)低生理负荷的睡眠检测系统项目，研究发明了适于大众化、简易化和低负荷的睡眠检查技术产品。
2.其他科技和产业发展的主要进展
(1)在数字化医学影像仪器一、领域，已经突破了永久磁体共振成像系统(MRI)国际公认的场强极限，自主开发了石阶上第一台0.45T医用永磁MRI系统，将手术导航系统结合到磁共振扫描机上，把手术器械(如穿刺针)的影像及虚拟的进针路线投射到MRI实时成像的解剖图像上，以达到准确定位和实时监控，现已进入临床适用阶段。“磁共振导航”为微创介入治疗带来了新的突破，为降低造价、跻身国际前列，提高自给率奠定了坚实的基础。目前我国已成为国家上低场永磁开放式MRI系统的最大生产国和出口国。成批生产出适合我国国情的普及型低剂量直接数字化X射线机。它具有自主知识产权的线阵探测器，实现数字化采集光子信号，将X线图像信号转换成数字化影像，降低了本底噪声。这个基于平板探测器的动态DR系统人乃是全球首先投入临床使用的机型，在国内占有较大的市场份额，并已进入国际市场，多层螺旋CT项目完成了多层重建算法、心脏功能分析及板载高压发生器等关键技术及核心部件研究，开发了国内领先，并达到国际高性能换能器的先进水平。首次自主创新开发出宽频带、高灵敏度和低误差的高性能凸阵、线阵探头，实现批量生产，具有国际竞争力，为我国发展完全自主的高性能B超系统提供了重要的基础。全数字高档黑白B超诊断系统，已实现宽频带变频扫描技术。2006年9月，国内首台全数字彩色多普勒超声诊断仪上市，该仪器采用发射频谱精确控制、加权发射、多倍信号并行处理、相位增强谐波、特异性组织成像及特异性伪差去除技术等，实现了二维彩色图像显示。
(2)准分子激光人眼像差校正系统，开发出世界上第一台WFA—1000主观式人眼像差仪、AOV-FOB准分子激光眼科治疗机，并成功的联网应用，将测量像差数据直接用于准分子激光的个订花切削，实现了真正意义上的人眼像差个性化切削矫正。主要创新点包括发展了屈光矫正和像差测量理论，突破瞳孔边界提取与跟踪、角膜粗糙度控制、主动眼球跟踪等关键技术。
(3)监护仪、心电图机、动态心电图等技术和产业方面步入成熟阶段，形成了品牌产品，不仅满足国内市场，还远销海外，便携式多参数监护仪和中心监护系统已进入国际高端监护仪器行列。十二道数字式心电图机，采用数字信号处理波性特征与小波变换检测的方法，精度达99.8%。自动分析采用逻辑判断和模式识别技术，可以自动识别的病例达170多种。动态心电图检测与分析系统，以高性能数字信号处理器为基础，由心电记录器和分析工作站两部分组成，适用效果优良。
(4)临床检验分析仪器高水平产品硕果累累，凸现了珠江三角洲企业集群异军突起的实力。我国第一台自主知识产权的全自动化生化分析仪采用分光广度原理和透射比浊原理，集合了自动加样、自动混匀、反应盘温控、光电测量、试剂制冷、反应杯更换等系统，实现了检测过程的全自动化，测试速度可达每小时300次。新近研制成功五类血液细胞分析仪。它采用特殊的化学试剂对细胞进行处理，使五类白细胞在体积和内部结构上产生更明显的差异。经激光照射产生散射光，收集前向和侧向散射光以获得细胞体积和内部结构信息，实现白细胞的五类测量。该仪器可提供27~40项测量和研究参数，每小时可处理80个样本，打破了国外仪器的垄断。
(5)采用微机电系统(MEMS)制造技术，国内首家胶囊内镜开始临床应用，居世界第二。整机由智能胶囊、图像记录仪和摄影工作站等3部分组成。产品突破低功耗图像处理系统设计、近巨宽景非球面镜头、双工多通道无线传输等关键技术。主要创新点为可控制的收发方式与实时真彩色图像检测。
(6)研制完成全固态绿光激光治疗前列腺增生系统，已经进入临床验证阶段。该系统依据选择性光吸收原理，进行前列腺良性增生气化切除，备有导光传像光纤和电视摄像装置。具有独立知识产权，为全球第二家。
(7)探索中西医结合的医疗仪器技术。我国今年在数字化舍像仪技术方面取得显著进步，为中医客观化、数字化、标准化提供了基础；关于磁共振功能成像在针灸过程中的应用，引起了国际影像界的重视；研究建立光子中医学，使激光针灸与激光血管内照射疗法进入临床应用；提出脉搏的工程分析与临床应用，有望今后用于社区、家庭的远程医疗监护。
(四)信息计测量技术及电测仪器领域
1.电工计测技术及电工仪器仪表
电工计测技术及电工仪器仪表是以电磁测量信息树立技术为基础，主要研究各类静态和动态电磁参量测量与信息处理仪器仪表、测控装置及系统，并由此形成电工仪器仪表行业。
我国电工仪器仪表行业经过50多年的发展已经形成了门类齐全，具有较强科研实力的全球规模最大的产业集群。骨干企业700余家，员工16万多人，产销能力9000万台(套)，工业总产值200亿元人民币以上；其中电能表产销量世界第一，且多数具有自主知识产权，是国产率最高的行业之一，目前出口率超过13%、出口增长率约28%，是一个具有极强国际竞争力的行业。
主要市场服务范围包括电力、冶金、交通、矿山、石油化工、轻工机械等行业，以及教育、科学试验、军事工程、宇航技术、医疗卫生、环境保护、标准计量等领域，是仪器仪表行业及其重要的分支。特别是近几年来，随着国家城乡电网改造的进行，电工测量仪表取得了跳跃式发展，高标准、高起点自主开发了一大批高科技产品，技术和产品总体上达到国际标准，同时企业的集中度不断提高，规模不断扩大，核心竞争力不断增强，产品出口辐射达到20多个国家，近期改领域饿主要进展如下：
(1)近年来在电磁计量基准标准及关键测试技术方面取得了突出的进展：①在理论和技术上取得突破性成果的基础上，我国全面参加国际比对，量子电压基准居突出的位置，量子电阻基准高出国外最高水平一个数量级，达到10-18水平，功率基准比对成绩优秀。通过比对，在国际上建立各国之间对计量能力的相互承认，从而促进了国际贸易和电能表出口：②以扩频为方向，从音频1MHZ发展，建立一批新的基准标准，同时原有基准标准的量程频段得到进一步扩展；③在电磁计量基准标准的研究中，广泛国际先进的理论和技术，同时注重创新和发展有自己特点的技术，在低温电流比较仪、采样测量等关键技术方面取得显著的进步。
(2)电工仪器仪表国际标准化战略的实施，强有力地促进和加快了产业国际化进程，同时对行业的技术创新和产业结构调整起到关键性的推动作用，引导并促进电能表等龙头产品的成功转型。近5年内，对电工仪器仪表“国家标准体系表” 进行了科学化梳理、规范和调整，组织制定、修订并颁布实施新国家标准17项、行业标准8项，正在制定的正式立项的国家标准17项、行业标准1项。坚持“早期介入、积极跟踪、适时出台”的基本工作思路，为本行业的高薪技术产业发展与克服国际贸易中的技术壁垒提供了及时的支持和正确引导，同时，实质性参与国际标准的制定、国际技术交流和标准化活动，实现与国际接轨。2003年5月，IEC/TC85(电工及电磁量测量技术委员会)秘书处正式转入中国，落户哈尔滨电工仪表研究所，实现我国承担国际电工技术委员会专业秘书处零的突破，得到国家标准化管理委员会高度重视和认可。这标志着我国开始在国际标准化事业中发挥重要作用，承担起组织国际范围的电工仪器仪表领域的标准制修订和标准化工作。
(3)电能表综合技术与质量达到国际先进水平，并已进入国家电网关口计量副表地位：①多家企业先后研制并生产出0.2S级三相多功能电能表，在技术上采用准同步采样、动态负荷实时反应、实时跟踪温漂及漂补偿等技术；面向系统设计，采用开放式通信协议，具有可在线更换的外置通信模块、实时测量、谐波测量、电能质量分析等功能；②0.1S级三相多功能电能表研制成功，并通过权威机构检测，拥有自主知识产权，全部运算功能由硬件电路实现，具有高可靠性和抗电磁干扰能力，适用复杂环境下的在线实时计量，电能计量准确度已高于IEC标准要求；③国产专用芯片发展迅速，三相多功能表和单相表已大量采用，较好的取代进口器件，性价比及可靠性大幅增长。
(4)基于开放式“自动抄表系统”系列国家标准(GB/T198 82、GB/T19897)，电能计量及远程自动抄表、管理、分配系统的构建技术实现多方位突破和应用。系统实时性、兼容性、可靠性、面向对象的互操作、抄表成功率得到有效解决。基于GPRS、CDMA的远程无线自动抄表系统在技术争议中不断发展，缺的长足的进步，正在大面积推广应用，低压电力线载波自动抄表系统采用扩频、跳频、正交频分复用、阻抗适配滤波、转发中继等技术，不断克服我国电网拓扑复杂、污染严重带来的较多的实际问题，抄表成功率大为提高。
(5)“高压电能计量关键技术和量值溯源的研究”在国际上首次完成对电能计量柜、高压电能表和电网网口电能计量系统进行整日校准和计量检定关键技术和量值溯源的研究。其测量范围涵盖GB/ T16934要求的电压380V~35KV(线电压)，电流20~1000 A。全量程电能计量准确度达到5×10-4。从而为整体校准和检定电能计量柜、高压电能表、电压电流互感器组合及电网电能计量系统奠定可坚实的技术基础，将为提高我国电能计量和电网管理水平作出突出贡献，并因此创造较大的社会和经济效益。该项目属于拥有完全自主知识产权的技术创新，达到国际先进水平。
(6)谐波电能计量在理论、技术、新产品研发上均取得突破性进展，已探索进入电力市场。基于小波分析的谐波与冲击负荷测量理论及算法的研究成果开始得以应用；新研制的高端三相多功能电能表已具备谐波测量功能；三相谐波表具有分相的基波和谐波计量功能。
(7)开发动态畸变条件下电能测量与电能质量分析技术，其中频域稳态功率电流分解方法、时域瞬时功率电流分解方法、时域稳态功率测量方法和第一代小波变换功率测量方法的研究取得实用化成果，并有产品问世。
(8)电工仪器仪表的制造技术大幅度提高。0.01级电能计量标准已经建立；基于总线技术构架调校自动化系统平台、专家系统、图像识别等技术进一步提高了生产的自动化程度和产品质量的可靠性及一致性；正弦波脉宽调制技术成功引入测试电源，预置失真和矢量纹波动态补偿等技术克服了SPWM技术失真大、供电源影像严重等问题；加上现场模拟技术和专用模拟装置的使用，电工仪表制造技术走向节能、高可靠性、全自动化的新阶段，电工仪器仪表产业的国际市场竞争力不断增强。
(3)研制成功电化学氨气、甲醛、乙烯、乙醛、光气、氯气敏感元件及传感器，解决了国内这些类型的敏感元件及传感器一直以来进口的难题。
(4)研制成功MEMS瓦斯气敏元件/光纤传感器，它以纳米敏感材料为基础，以MEMS微机电系统加工为手段，以光纤技术直线光信号的传输，是MEMS技术、纳米技术、光纤技术的结合，突破了原有的化学传感器、催化燃烧元件的工作原理，是一种新的光学原理，由于没有热源，又是光信号传输，非常适合煤田井下应用。
(1)仪用光学薄膜元件制造技术取得一定进展，研制成功生物医学荧光滤光片、变密度滤光片、紫外返光镜、长寿命冷反光镜等新产品。其中生物医学荧光滤光片高端具有光谱特性好、透过率高、截止深度深、陡度高、环境稳定性好、几乎不漂移等特点；变密度滤光片主要特点为光中性度好、线性度好，主要出口欧美等技术发达的国家和地区；紫外反光镜主要用以紫外曝光与紫外固化，是应日本某公司的要求研制，于2005年完成，产品管够特性好，中、近紫外段的反射率高(＞90%)，可见区透过率高且平缓；长寿命冷反光镜主要应用在光学引擎及投影仪等光源用的高品质反光镜，产品采用膜系优化设计、大功率离子辅助成膜技术、特殊设计的盘式行星夹具及高温成膜工艺，可见区反射率高(＞95%)，红外区透过率高(≥85%)，产品一致性好。
(2)采用电沉积工艺制备小尺寸直径的波纹管，目前达到的最小直径为内径1.2mm。这是采用其他成形方法无法达到的。电沉积波纹管灵敏度高、精度好，可以作为测量元件使用。同时，电沉积波纹管具有较大的位移量，其最大位移可以达到其自由长度的50%以上。电沉积波纹管的疲劳寿命比较高，可以达到100万次。
(3)在波纹管设计制造的基础上，研制成功高压组合电器用温度补偿器和波纹管式换热器。高压组合电器用温度补偿器在无焊缝低泄露的密封机构设计、耐高压的等静压铆接结构工艺、提高使用寿命的小波距深波纹的波形设计、吸收推力的弹性平衡结构、专用工装设备的设计制造方面进行自主创新，通经覆盖230~900mm的80多个品种规格，产品替代瑞士ABB公司、日本日立公司产品，在三峡工程中广泛应用。目前已开发成功了为110Kv、200 kV、300 kV和500 kV全封闭高压组合前期配套的波纹温度补偿器系列产品，获得6项专利。正在研发的800 kV的高压组合电器用温度补偿器产品，达到国际先进水平。目前已经形成年产值超亿规模，带动国内开关行业产值10亿元以上。
波纹管式换热器为传统的列管式换热器带来了革命性的技术革新，波纹管不再单纯作为弹性元件使用，而是作为热交换设备的关键配套件，起到提高热交换效率的作用。与传统列管式换热器相比，波纹管式换热器在同等体积情况下，热交换效率提高30%以上。目前，波纹管式热换器不仅包括供暖行业的碳钢产品，主要是石化、化工、碱厂、造纸等行业的钛管、双向钢、蒙耐尔等材料的波纹管式换热器，产品主要是替代进口。国内波纹管式换热器年产值在3亿元以上，带动了相关行业产值100亿元。
2.相关材料及技术领域
仪器仪表相关材料特指用于制造仪器仪表所必须的，对其性能起关键决定性作用的功能材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制、发射和转换等目的。可以说，仪表功能材料是仪器仪表的基础和先导，是推动各类仪器仪表发展与进步的必备条件，在国民经济、国防建设、科技开发和社会发展中，无疑将充当越来越重要的角色。
仪表功能材料种类繁多，用途广泛，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。传统的仪表功能材料主要包括测温材料、电阻材料和电接点材料、磁性材料、弹性材料、膨胀合金、热双金属、电真空材料、封接材料、光学材料和特种玻璃等。
经过几十年发展，我国仪表材料已经取得长足进步，建立了门类比较齐全的行业，相关一部分仪表功能材料产品的性能已经达到国际标准或国外先进标准的要求，光学玻璃、贵廉复合带材，铠装测温与加热电缆不仅能满足国内中低端市场的需要，还大量出口国外。近期该领域的主要进展如下：
(1)国家仪表功能材料工程技术研究中心建成并通过验收。
(2)铠装线形成热敏电缆材料及其温度传感器研制取得较大进展，铠装热敏电缆材料长度可达几十米甚至数百米，用它制成的温度传感器可监测其沿线上的温度状况，近期完成的热偶型热敏电缆成果，具有完全自主知识产权，主要技术指标如测量范围、精度、敏感温区、弯曲半径、响应时间等均达到当今国际同类产品先进水平，在目前国内大型化工企业汽化炉招标中，多次击败国外企业，实现了国产控制系统与传感器的工程化应用。
(3)完成国家军用标准“潜艇核动力装置冷却剂回路测温用铂电阻温度计规范”的制定，通过专家审查，即将正式发布。该标准结构严谨，内容先进，不仅填补了国内空白，使我国核级铂电阻温度计在国防工业中的应用有了标准规范，同时将大大促进国产核级铂电阻温度计在我国民用核电工业的应用。
(4)开展了特种环境条件下磁致伸缩材料及物位传感器的研究，取得可喜的进展。日前已研发出适合于高温、辐照等环境的高品质磁致伸缩功能材料及传感器，并将应用于国防工程。
(5)在电磁感应特种铠装电缆基础上完成钢水下渣检测传感器的研制，其各项功能指标与目前石阶上最先进的下渣传感器基本一致，已替代进口产品，成功用于武钢、太钢、包钢等钢铁企业，开始全面向国内钢铁企业推广应用，将成为我国钢水质量的提高发挥积极作用。
(6)对应力自感知水泥基复合材料及传感器的制作设备、工艺测试系统进行了较为系统的研究，也取得了初步进展。应力自感知水泥基复合材料是在传统的水泥或砂浆中添加特定导电材料或纳米材料复合而成的具有压阻效应的材料。利用这类材料的电阻率与其自身压应力存在一定的对应关系的特性，可以制成性能独特的应力自感知水泥基复合材料传感器。因其具有造价低、耐久性好、埋设工艺简单以及与混凝土材料相容性好等特性，有望成为混凝土结构长期健康检测的新一代传感装置。
(7)成功实现高端镧系光学玻璃生产的技术改造，实现φ250mm、φ400 mm的生产，实际成型规格为φ400mm×80mm，实现了大尺寸镧系玻璃成型技术的突破，丰富了我国镧系玻璃的产品规格。
六、我国仪器科学与技术学科发展的未来需求和目标
(一)我国仪器科学与技术学科发展的未来需求
本学科发展的未来需求是确定仪器科学与技术学科领域科技发展方向和产业发展重点的基础。现代仪器仪表在当今社会经济活动中还发挥“物化法官”的重要作用。同时，仪器仪表在试验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用，需求遍及“农轻重、海陆空、吃穿用”无所不在。下面主要从未来10年国民经济、社会发展和国防安全的战略目标，分析仪器科学与技术学科的未来需求。
(1)国民经济的发展要改变产品档次低、技术含量低、主要靠数量增加的粗放式发展模式，走以质取胜的集约式发展之路，必须广泛采用信息技术，用信息化带动传统产业的发展。仪器科学与技术学科是信息技术的重要组成部分，在实现“精确工业”、“精确农业”……的过程中有巨大的需求。
(2)科学技术是第一生产力，科教兴国已成为既定国策。大力加强科研和建立以企业为主的技术创新体系，提高自主开发和自主创新能力，仪器科学技术必须先行。
(3)面对世界超级大国的超强“精确打击”军力，为了国防需要，部队的快速反应能力和武器的精确打击能力急需提高，对作为军事上战斗力的仪器科技同样有巨大的需求。
(4)面对资源短缺，水资源危机、生态环境恶劣的严峻局面，要保障人民健康和社会的可持续性发展，必须加强生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、商品质检、临床医学、医药科学等领域的研究和发展，从而增加对仪器科学与技术学科的未来需求。
(二)我国仪器科学与技术学科发展的目标
我国仪器科学与技术学科的总体目标是：从目前至2020年，必须充分利用我国经济高速发展和巨大的市场优势，结合测控技术的深化研究，大力推进新技术、新工艺在仪器仪表中的应用研究，掌握各类仪器仪表的设计、生产工艺等关键技术，满足国民经济、人民健康和国防安全在生产、科研、应用各个方面对测量控制与仪器仪表的需求，减少进口，扩大出口，使我国仪器科学与技术学科领域科技和产业总体水平与国际水平差距普遍缩短到3~5年；工业自动化仪表和控制系统、科学仪器、医疗仪器、电测和计量仪器、各类专用仪器仪表、相关传感器和元器件及材料等领域约30%的产品达到国际同期先进水平，国内生产的仪器仪表在大工程的配套能力达到80%以上。
七、我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向和产业发展建议
(一)我国仪器科学与技术学科领域科技研究方向建议
从仪器科学与技术学科领域个组成部分相互关系、共性问题以及我国国民经济、科学研究、国防建设、社会发展全局进行战略研究，建议学科领域科技研究方向为：新型传感器及信息获取技术；与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术；精确制造中的测量控制技术及仪器仪表；微分析仪器及其关键技术；数字化医疗仪器及其关键技术；基于量子物理的计量标准系统。
1.新型传感器及信息获取、传感技术
2.传感技术不仅是检测的基础，它也是控制的基础。这不仅是因为控制必须以检测输入的信息为基础；并且是犹豫控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的。信息获取、传感技术是仪器科学与技术学科的基础技术；新型传感器是发展高水平测量控制仪器仪表的基础。传感技术已成为制约测量控制仪器仪表发展的瓶颈。
新型传感器及信息获取、传感技术主要是对客观世界有用信息的检测，它包括有用呗测量敏感技术、涉及各学科工作原理、遥感遥控、新材料等技术、信息融合技术；传感器制造技术等。信息融合技术设计传感器分布、微弱信号提取(增强)、传感信息融合、成像等技术、传感器制造技术涉及微加工、生物芯片、新工艺等技术。
3.与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备及其系统集成技术
工业发达国家高新技术仪器仪表产品品种约占总品种的75%，而国内还不到20%。工业自动化仪表和控制系统的仪表品种国内满足率，一般性工程项目达80%，大型工程项目还不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。与国家重点工程相配套的过程控制系统和测控装备主要解决智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蚀、全密封、防爆等有特殊要求的自动化仪表品种。主要包括符合现场要求的各类传感器及检测仪表，实时流程分析仪器及在线分析技术，新型现场控制系统，e网控制系统，以工业控制计算机、可编程控制为基础的开放式控制系统及先进控制技术，特种测控装备和测控技术，系统成套集成技术等。
系统集成技术直接影响测量控制仪器仪表的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术没包括系统的需求分析和建模技术、物理层装置技术、系统各部分信息通信转换技术、应用层控制策略实时技术等。在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还应包括各近最佳方式监控智能化工具、装备、系统以达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。从目前发展趋势看，在企业信息化ERS/MES/PCS三级节后的计算机测控系统中，软件的价格已超过硬件的3倍。而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。智能控制技术包括仿人的特征提取技术、目标自动化辨识技术、知识的自学习技术、环境的自适应技术、最佳决策技术等。
4.科学仪器中的为分析仪器及其关键技术
5.分析仪器是科学仪器中最重要和发展最快的组成部分，而为分析仪器包含的微量检测、微型化、高灵敏度、高分辨率和高智能化内涵，则代表了分析仪器的一个重要发展趋势和技术水平，在生命科学、食品安全、环境保护、公共安全(包括反恐、反毒)、临床医学、医药科学和化工等领域得到越来越多的应用。微分析仪器及其关键技术的研究方向包括：
(1)开展高灵敏度、高分辨率、高性能水平的微结构型传感器研究，将生物芯片技术、新型化学传感器技术、多组分(多参数)集成传感器技术应用于分析仪器的研制和开发。
(2)开展分析仪器微型化和相关微根系技术的研究，重点进行微分析仪器使用的共性技术和新技术的研究、如微流控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、全电子分光系统、微分光仪、新型芯片等的研究。
(3)过程分析、在线分析使用的微分析仪器及其关键技术研究。
(4)不同类别分析器联用技术的研究。当复杂基体的微量、痕量物质的含量及结构分析对分析对象的分辨能力提出极高的要求，且单一的分离技术甚至质谱分离技术均已无法从复杂的信息中分离出所需要的有用信息时，需要通过相关不同类别分析器的联用技术对物质的成分、结构、形态甚至是综合形态进行分析，以便同时获得原子和分子的信息。