电子测量仪器

7电子测量仪器的应用领域
8电子测量仪器市场规模

电子测量仪器是什么

电子测量仪器是以模拟电路技术、数字电路技术为基础，涵盖信号处理技术、通信技术、软件技术、总线技术等多学科融合的高精尖测量设备或系统。电子测量仪器的主要用途是对电特性进行定性或定量测量，当前已在国民经济的各个领域中广泛应用。仪器的产品种类多，大致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，可以用于多种电子测量。

电子测量仪器工作原理

通用电子测量仪器是利用电子技术来进行测量的仪器。电子测量仪器是指以电子技术为基础，结合电子测量、数字信号处理、微电子、射频微波设计等多领域技术，组成单机或自动测试系统，并用于监测、测量、计算各类物理参数和成分的仪器。其具有检测测量、信号传递和数据处理等功能，主要包括两大部分:一是定性测试，目的是确定被测目标在特定条件下的性能；二是定量测试，即精确测量被测目标的量值。

测量过程包括提取信息和转换信息，数字信号处理(DSP)技术是测量过程的核心。通用电测仪器的测量系统包括三个功能模块:信号采集模块(包括传感器电路、信号调理电路)、信号分析与处理模块、结果表达与输出模块。其测量过程将首先被测对象的信息进行提取，后通过ADC转化为数字信号，再利用数字信号处理(DSP)对其进行分析，转变为可人工识别的信号。数字信号处理(DSP)就是指用数字运算方法实现信号转换、滤波、检测、估值、调制解调以及快速算法等处理的技术，其具有高精度、可程序控制、便于集成化等优点。

电子测量仪器的特点

(1)基础作用重要：电子测量仪器是获取信息不可缺少的物质基础，也是高新技术产业发展的重要基石和倍增器。据统计，我国约30%的基建技改费用于购买电子测量仪器，电子测量仪器已经成为工业系统科研生产能力建设的一项重要内容。Ø

(2)技术门槛高：电子测量仪器在研制和生产中需要综合应用很多前沿技术和基础技术，因此对研制单位的技术积累、加工工艺条件、测试条件、环境试验条件等方面均有很高的要求，进一步抬高了该行业的技术门槛。

(3)资源投入高：国家高度重视电子测量仪器的研发工作，陆续实施了“科学仪器基础研究专项”、“重大科学仪器设备开发重点专项”等一系列技术攻关专项。十二五以来，国家自然科学基金委、科技部等国家部委累计投入的科研经费近百亿元，其中单个仪器项目的经费资助力度已经超过500万元。

(4)研制周期长：由于电子测量仪器组成结构比较复杂、研制技术难度大，其产品从基础技术研发到投入市场往往需要十几年的时间，包括从基础技术到产品化应用的研究周期10年左右、从产品立项到正式投入市场的研制周期3至5年。

现代电子测量仪器的优势

(1)测量的范围逐步增宽：与传统仪器相比，新型的电子测量仪器的量程更广，具有更大的精度，量程数量级更大，能够测量的范围也更宽。传统的电子测量仪器无法达到的效果，高新的电子测量仪器能够实现。

(2)测量的准确性不断增强：与新技术融合之后的电子测量仪器，主要是通过电磁波或者电子运动来实现的，能够达到较高的测量精度的程度。与其他信号相比，电磁信号的传播速度更快，能够在较短的时间内获得更好的测量结果。

(3)实现远程测量：网络技术与电子测量仪器进行融合之后，就能够实现在线测量或者远程测量，只要在仪器中加入传感器，让这些传感器放置在不便于测量的位置进行数据采集，能够实现对不同环境、不同区域的信号获取，也能够实现不间断地在线测量。

(4)实现便捷化处理：电子测量技术在与能够与计算机技术相结合，将各种数据都传输到计算机终端，由计算机来对各项数据进行处理，使计算的准确性和速度都得到提升。

电子测量仪器的分类

通用电子测量仪器是现代工业的基础设备，也是电子工业发展和国家战略性、基础性重要产业之一，应用场景广泛且需求量大。通用电子测量仪器根据其基础测试功能不同，主要分为示波器、信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、电源及电子负载、万用表以及其他仪器。

(1)示波器：示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。

(2)信号发生器：信号发生器是可以提供各种频率、波形和电信号的设备。信号发生器在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。主要用于研发、测试、问题定位及维修电子设备

(3)频谱分析仪：频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，是信号频域特性分析的重要工具。用于测量电信号的信号频率，功率，谐波分量，调制假信号和噪声等。频谱/信号分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，在高频率范围的信号中应用尤其广泛。

(4)网络分析仪：网络分析仪是一种能在宽频带内进行扫描测量以确定网络参量的综合性微波测量仪器，全称为微波网络分析仪。网络分析仪是测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。根据其功能可分为矢量网络分析仪和标量网络分析仪，矢量网络分析仪能构测量器件的矢量性能，包括幅频特性和相位特性，标量网络分析仪只能测试器件的幅频特性，因为矢量网络分析仪的功能完全覆盖了标量网分，因此在现在的射频测试中，标量网络分析仪应用较少，矢量网络分析仪为目前实验室常用的网络分析仪。

(5)电源及电子负载：电源及电子负载主要用于给测试对象供电或吸收测试对象产生的电能，并对测试回路的电能进行测量分析。

(6)万用表：万用表是一种多用途电子测量仪器，主要用于准确测量电压、电流等基本电学量以及电路故障诊断等，通常包括安培计、电压表、欧姆计等。其应用场景包括手机发射信号频率的测试、晶体振荡器的测试、实验室测量。

电子测量仪器企业

电子测量仪器行业呈现由国外大型企业主导的竞争格局。在高端电子测量仪器领域，仍被是德科技、罗德与施瓦茨、日本日置等公司牢牢把控，国内公司进入难度较大，国产化率较低。

(1)是德科技：公司产品应用领域覆盖最为广泛，包括航空航天与国防、汽车和能源、通信、教育、企业、政府

(2)日本日置：公司主要产品包括数据记录装置、电子测量仪器、现场测量仪器及自动测试设备等

(3)致茂电子：公司主要提供量测仪器、自动化测试设备及制造资讯管理系统的整合解决方案

(4)华兴源创：公司主要测试产品用于LCD、柔性OLED、半导体、新能源汽车电子等行业

(5)华峰测拉：公司主营业务为提供半导体元器件测试筛选设备和专用智能化测试系统

(6)远方信息：公司在光电(光学、电学、光电子学)检测和校准服务领域具备先进的技术水平，其LED照明检测产品在国内处于具有竞争力的地位；

(7)创远仪器：公司主要应用在无线通信市场、无线电监测和北斗导航市场、以及通信智能制造市场三个方向

(8) 同惠电子：公司产品广泛应用于3C消赀电子、5G通讯、半导体封测、新能源汽车、电力电子、家用电器等领域

电子测量仪器的应用领域

电子测量仪器应用在多个行业的各个环节，目前广泛应用于智能汽车、半导体、新能源、人工智能、通讯、医疗、消费电子、国防以及教育科研等领域，在现代化电子信息产业链中有着不可替代的作用。

(1)国防和航空航天：军用的雷达、导弹、通信等各个方向均需要电子测量仪器进行测试。

(2)科研教学：电子测量仪器是理工科专业的基础工具，我国高等教育投入持续增加，未来对电子测量仪器的需求有望进一步上升

(3)半导体:电子测量仪器在半导体制造与封测领域广泛应用，封测的多个步骤均需用到电子测量仪器对芯片的物理参数进行测试。

(4)5G商用和6G的预研、以及物联网:基于电子测量仪器能够更好的完成5G的标准制定、研发生产以及规模制造。电子测量技术也能广泛应用在物联网领域的研究、开发、技术升级。

(5)汽车智能化、网联化、电动化：电子测量仪器能够用在汽车生产、电子元器件供应、半导体芯片组制造、电池和充电基础设施等方面。

电子测量仪器市场规模

全球电子测量仪器市场规模保持持续上升的趋势。随着全球经济增长、工业技术水平提升，电子测量仪器市场规模不断增加，根据Frost&；Sullivan数据，电子测量仪器的市场规模由2015年的100.95亿美元增长至2020年136.78亿美元，期间年均复合增长率达到6.3%。随着5G的商用化、新能源汽车市场占有率的上升、信息通信和工业生产的发展，全球电子测量设备的需求将持续增长。预计全球电子测量仪器行业市场规模将在2025年达到172.38亿美元，2020年到2025年年复合增长率达到4.7%。