（1）我国仪器发展的状况

我国古代就已发明创造了各种仪器，如算盘、指南针、记里鼓车（见图3.2）、地动仪（见图3.3）等。但是由于长期处于封建统治之下，社会生产力始终停留在较低的水平上，因而其发展远远地落后于世界水平。

图3.2　记里鼓车齿轮系示意图

中华人民共和国成立前，我国长期遭受帝国主义的掠夺和反动派的残酷统治，根本谈不上有仪器工业，仅有的几家小型企业，技术落后、设备陈旧，只能生产一些教学仪器、电工测试仪表以及温度计、压力表等产品。中华人民共和国成立后我国的仪器工业几乎是从零开始发展起来的。1955年制定的12年科技远景规划，发展仪器仪表工业是其中的第54项，在国家科委设立了专家组，成立了仪表总局，建设了一批门类比较齐全的仪器仪表的生产和科研基地，为钢铁、煤炭、电力、石油、化工、轻纺、交通等国家经济建设各行业，为国防建设、“两弹一星”及科学研究做出过积极而有成效的贡献。仪器仪表工业也得到了相应的重视和发展，针对我国仪器工业出现的上述情况，1995年，20位院士联名向国务院递交了“关于振兴仪器仪表工业的建议”，得到了国家多方面的重视和支持。国家计委、经委、科技部、科学院、自然科学基金委等部门为科学仪器的发展做了一定的安排。科技部颁发了“关于九五期间科学仪器发展的若干意见”，并将科学仪器研究开发列为“九五”国家科技攻关计划。这些措施的实施对振兴我国的科学仪器事业正在产生积极的影响。近年来，我国科学仪器研究工作有了很大发展，在生物、医学、材料、航天、环保、国防等直接关系到人类生存和发展的诸多领域中取得了可喜成果，部分科研已达到或接近世界先进水平，如中国科学院的原子力显微镜、清华大学的大型检测集装箱系统、微纳米检测仪器等，尺度深入介观（纳米）和微观领域。在国家基金委和“985”“973”“863”计划支持下，在智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化及微型元器件都取得了可喜的进步，但是尚未形成批量生产。同时，还应该看到，现在我国科学仪器事业还处在十分被动的局面，与世界先进水平的差距还在不断扩大而不是逐年接近，大量高档的仪器和重大设备，主要依赖进口。1995年仪器仪表进口为机械工业进口设备的第一位。据有关部门对分析仪器的调查统计表明，目前国外分析仪器占据我国市场的份额仍然高达70％以上。全自动生化仪器、高档医疗仪器和科学仪器几乎全部是进口的。在工程建设配套中，过去还常使用国产仪器，而现在则以配套进口仪器作为现代化的象征。

图3.3　地动仪结构图

（2）仪器发展的趋势

1）发展科学仪器已经成为国家的一项战略措施

发达国家中的科学仪器的发展，已从自发状态转入有意识、有目标的政府行为上来。美、日、欧等发达国家和地区早已制定各自的发展战略并锁定目标，有专门的投入，以加速原创性仪器的发明、发展、转化和产业化进程。

发达国家凭借其先进的科学研究水平、长期高技术储备、有效的管理体制、广泛占领世界市场的基础、强大的经济与军事实力，企图遏止发展中国家科学仪器的自主研制。这种态势已日益明显，应引起我们的高度注意。

2）当今科学仪器技术最引人注目的发展是在生物、医学、材料、航天、环保、国防等直接关系到人类生存和发展的诸多领域中

研究的尺度深入介观（纳米）和微观，要求不仅能确定分析对象中的元素、基因和含量，而且能回答原子的价态、分子结构和聚集态、固体结晶形态、短寿命反应中间产物的状态和生命化学物理进程中的激发态；不但能提供在自在状态下的分析数据，而且可作表面、内层和微区分析，甚至三维立体扫描分析和时间分辨数据，从而发展高分辨率、高选择性、高灵敏度的活体动态研究技术、原位技术、非接触（无损）检测技术等已成为趋势，发展超快时间和超高空间分辨技术已成为仪器发展新的追求目标。(www.daowen.com)

研究的对象和过程已从静态转入动态。国际上正在大力发展集采样、样品处理（制作）、自动检测分析和结果输出于一身的流程分析系统；发展现场和实时的研究手段。生命科学等复杂体系研究的瓶颈是缺乏灵敏、有效和快速的现场或实时的研究手段，解决这一问题的突破口在于发展新的检测原理和新的检测仪器。

3）仪器的研制和生产趋向智能化、微型化、集成化、芯片化和系统工程化

利用现代微制造技术（光、机、电）、纳米技术、计算机技术、仿生学原理、新材料等高新技术发展新式的科学仪器已成为主流，如微型全化学分析系统、微型实验室、生物芯片、芯片实验室等。

如正在发展的芯片型自动分析元件，不仅有测试功能，而且还可执行分离、反应等操作。综合这些芯片的功能将组成微型的分析仪器，进而形成芯片实验室。现在用于基因及基因组研究的器件包括微流量分配装置、微电泳仪、微聚合酶链式反应器（PCR仪）（见图3.4）等。这些分离分析元器件可做在玻璃、熔石英或塑料上，大小犹如芯片，但具备某些“传统”分离、分析仪器的功能。

图3.4　微聚合酶链式反应器（PCR仪）

在微型元器件、微处理器高度发展的基础上研究和开发小型价廉而又准确可靠的家用和个人分析仪器看来可能有广大的市场容量。

另外，在一些重大科学前沿研究中，测试及研究手段成为重大复杂的科研工程，如大型天文望远镜（见图3.5）、高能粒子加速器、航天遥感系统等都是由诸多高新技术武装起来的分系统集成。

图3.5　欧洲南方天文台大型天文望远镜

4）测试仪器网络化

由于仪器的自动化智能化水平的提高，多台仪器联网已推广应用，虚拟仪器、三维多媒体等新技术开始实用化。因此，通过Internet网，仪器用户之间可异地交换信息和浏览，厂商能直接与异地用户交流，能及时完成如仪器故障诊断、指导用户维修或交换新仪器改进的数据、软件升级等工作。仪器操作过程更加简化，功能更换和扩张更加方便。网络化测试系统（仪器）是今后测试技术发展的必然道路。