測試技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用

測試技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中的作用

1.1 測試是現(xiàn)代生產(chǎn)的推動(dòng)器

生產(chǎn)力是社會(huì)發(fā)展的決定因素，一個(gè)國家的國力首先取決于它的生產(chǎn)能力，特別是它的制造能力，而測試技術(shù)是決定制造水平的因素之一。
自古至今，衡量生產(chǎn)水平的兩大指標(biāo)一直是質(zhì)量和效率。測試對于保證質(zhì)量的重要性是不言而喻的，沒有測試就無法評定產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，更無從保證產(chǎn)品的質(zhì)量。何況現(xiàn)代生產(chǎn)都是通過測試，實(shí)現(xiàn)反饋，控制產(chǎn)品的質(zhì)量。

生產(chǎn)效率同樣也離不開測試。一臺高速切削機(jī)床必須要有良好的軸系，包括回轉(zhuǎn)精度、動(dòng)平衡等，而這一切都需要測試。生產(chǎn)效率是以每一個(gè)人在單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)值來衡量的，為了提高生產(chǎn)效率必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。制造業(yè)的自動(dòng)化起源于上世紀(jì)初，主要是利用凸輪、擋塊等在紡織、鐘表等大規(guī)模生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)剛性自動(dòng)化�？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步要求產(chǎn)品不斷更新、工藝技術(shù)不斷進(jìn)步。這種剛性自動(dòng)化在多數(shù)情況下已經(jīng)成為生產(chǎn)發(fā)展的障礙，現(xiàn)代的自動(dòng)化是柔性自動(dòng)化，越是柔性的系統(tǒng)越需要測量。沒有測量就無法獲得反饋信息，正確、準(zhǔn)確地控制工藝過程和執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)。

生產(chǎn)過程包括物質(zhì)流、能源流與信息流，其中信息流是最活躍的，物質(zhì)流與能源流在信息流的指揮下運(yùn)動(dòng)。信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合是機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的主要方向，這些年制造業(yè)的最大進(jìn)步是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的信息化，而作為提供源頭信息的測試技術(shù)在這里起關(guān)鍵作用。越是現(xiàn)代化的企業(yè)，測控設(shè)備在總投資中的比例越大。例如，寶山鋼鐵公司建設(shè)中儀器儀表測試裝備占總投資1/3。儀器儀表、測試裝備對整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用很大。國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃指出，儀器儀表是國民經(jīng)濟(jì)的倍增器。美國上世紀(jì)90年代儀器儀表只占工業(yè)總產(chǎn)值4%，但它對國民經(jīng)濟(jì)的影響面占66%。

作為自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展就是智能化。智能化生產(chǎn)要求生產(chǎn)過程能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境、原材料、工具和裝備條件的變化，使生產(chǎn)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，獲得最優(yōu)的產(chǎn)品與效益。智能化生產(chǎn)要求在整個(gè)生產(chǎn)過程中，對環(huán)境、原材料、工具和裝備的狀態(tài)進(jìn)行檢測，并在此基礎(chǔ)上做出決策，使生產(chǎn)過程按最佳方式進(jìn)行。

在2002年的國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）第52屆年會(huì)上，德國H K Toenshoff教授做了題為“磨削中的過程控制”的主題報(bào)告。磨削過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的加工過程。加工精度要求高、機(jī)床轉(zhuǎn)速高、砂輪磨損快、影響因素多，因而磨削中的過程監(jiān)控也顯得特別迫切。磨削中的過程監(jiān)控包括三個(gè)方面：（1）及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨削過程中的任何不正常現(xiàn)象，防止廢品與事故；（2）根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)過程的優(yōu)化與最佳控制；（3）根據(jù)測得的磨削過程輸入與輸出參數(shù)建立磨削過程的模型。為了精確獲得工藝狀態(tài)數(shù)據(jù)，要求測量位置盡可能靠近磨削刃，通過在砂輪內(nèi)部安裝微型傳感器，實(shí)現(xiàn)了溫度、切削力、振動(dòng)等多參數(shù)測量，然后通過數(shù)據(jù)處理、判斷和控制于一體的智能系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)以最小的代價(jià)獲得最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量。所以精確測試是智能控制的關(guān)鍵。

1.2 沒有測試，就沒有科學(xué)

國力競爭的關(guān)鍵是科技水平，我國與發(fā)達(dá)國家的差距也主要是科技上的差距。我國已將科技興國作為我國的基本方針，而測試技術(shù)是科學(xué)發(fā)展必不可少的手段。偉大的化學(xué)家、計(jì)量學(xué)家門德列耶夫說過：“科學(xué)是從測量開始的，沒有測量就沒有科學(xué)，至少是沒有精確的科學(xué)、真正的科學(xué)”。我國“兩彈一星”元?jiǎng)淄醮箸裨菏恳舱f過：“儀器是認(rèn)識世界的工具；科學(xué)是用斗量禾的學(xué)問。用斗去量禾就對事物有了深入的了解、精確的了解，就形成科學(xué)”。

科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)上的發(fā)明是從對事物的觀察開始的。對事物的精細(xì)觀察就要借助于儀器，就要測試，特別是在自然科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域更是如此。在對事物的觀察、測試基礎(chǔ)上經(jīng)過分析推導(dǎo)，形成認(rèn)識。到這一階段還只能是假說、學(xué)說。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有在經(jīng)過測試和考核，才能真正形成科學(xué)，所以說在科學(xué)發(fā)展的哪一階段都離不開測試。國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃指出，儀器儀表和測試是"新技術(shù)革命"的先導(dǎo)和基礎(chǔ)。

縱觀科學(xué)發(fā)展史和科技發(fā)明史，許多重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都是從儀器儀表和測試技術(shù)的進(jìn)步開始。從20世紀(jì)初到現(xiàn)在，諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給儀器發(fā)明、發(fā)展與相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)27項(xiàng)之多。眾所周知，沒有哈勃望遠(yuǎn)鏡就難以進(jìn)行天體科學(xué)的研究，天體科學(xué)上的許多重大發(fā)現(xiàn)都是依靠哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測而得到的。掃描隧道顯微鏡的發(fā)明對納米科技的興起和發(fā)展可以說起到?jīng)Q定性作用。

蘋果落在牛頓的腦袋上，啟發(fā)了牛頓的靈感。但真正導(dǎo)致萬有引力的發(fā)現(xiàn)還是星球的運(yùn)動(dòng)。按照牛頓第一定律，在沒有外力作用下，月亮應(yīng)該做等速直線運(yùn)動(dòng)，為什么月亮不飛出去，而是繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)？這是困惑牛頓的一個(gè)問題。只有在有向心力作用的情況下，月亮才會(huì)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。蘋果落在牛頓的頭上，啟發(fā)牛頓意識到一定是地球?qū)υ铝劣幸粋�(gè)引力。牛頓根據(jù)他假設(shè)的萬有引力公式和向心力的公式進(jìn)行了計(jì)算，由于當(dāng)時(shí)測量技術(shù)的限制，牛頓沒有獲得正確的答案。牛頓是一個(gè)科學(xué)家，沒有得到實(shí)踐證明的東西，還不是科學(xué)，他沒有發(fā)表。只有在他故去之后，由于測試技術(shù)的進(jìn)步，在測得了地球與月亮的較精確的距離和地球的質(zhì)量的情況下，萬有引力學(xué)說才得到了證實(shí)，是他的學(xué)生發(fā)表了牛頓論文，使牛頓萬有引力成為科學(xué)。測試在將“學(xué)說”發(fā)展為科學(xué)中往往起著關(guān)鍵作用。

1.3 測試在信息科技中的地位

當(dāng)今時(shí)代是信息時(shí)代。信息科技包括信息的獲取、處理、傳輸、存儲、執(zhí)行。測試是科技、生產(chǎn)領(lǐng)域獲取信息的主要手段，在這個(gè)信息流中處于源頭位置，所以從一定意義上說，沒有測試，信息科技就成了無源之水、無本之木。處于源頭的信息是最微弱、最容易受到干擾的。信息的準(zhǔn)確性首先取決于源頭信息，取決于測試。為了提高所獲取信息的準(zhǔn)確性，現(xiàn)代的測試系統(tǒng)往往還包括信息的預(yù)處理、預(yù)存儲、傳輸和控制，把從信息的獲取到控制作為一個(gè)整體來對待。

談到信息科技，人們往往首先想到的是計(jì)算機(jī)。信息時(shí)代的主要標(biāo)志是高性能的電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用。確實(shí)，高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展將信息處理和存儲技術(shù)發(fā)展到空前高度，使信息流在推動(dòng)科技和生產(chǎn)的作用發(fā)生了革命性的變化。需要指出的是，計(jì)算機(jī)的發(fā)展也離不開制造技術(shù)和測試技術(shù)。

計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)首先是它的運(yùn)算速度和存儲容量，這些都取決于在一塊芯片上能集成多少個(gè)晶體管，后者又取決于大規(guī)模集成電路的線條能做得多細(xì)。目前，大規(guī)模集成電路的線寬已做到0.1μm左右，進(jìn)一步的發(fā)展要求將線條做到納米級。知名的摩爾定理說芯片上開關(guān)器件的密度每18個(gè)月翻一番，其實(shí)這是在N Taniguchi于1974年提出的制造誤差按指數(shù)曲線下降的預(yù)測基礎(chǔ)上得出的。正是精密工程按N. Taniguchi預(yù)測的曲線發(fā)展，保證了計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，保證了摩爾定理的兌現(xiàn)。

一度困擾大規(guī)模集成電路發(fā)展的是芯片引腳數(shù)目的限制，正是機(jī)械工業(yè)提供的端面安裝技術(shù)、測試技術(shù)提供的端點(diǎn)球形與平面性的準(zhǔn)確測量，使大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)了引腳數(shù)目的突破。

1999年，筆者在美國完成了一項(xiàng)光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)和光刻機(jī)誤差補(bǔ)償誤差的研究工作。該研究利用一塊標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格板，通過網(wǎng)格板的翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，可以確定光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)和光刻機(jī)誤差的各項(xiàng)誤差，并對它們進(jìn)行誤差補(bǔ)償。通過誤差補(bǔ)償可使光刻機(jī)的誤差減小一半，從而使集成電路的密集度增至4倍。從這一成果也可以清楚地看到測試技術(shù)在促進(jìn)計(jì)算機(jī)發(fā)展中的作用。

1.4 國防和高科技的發(fā)展離不開測試

現(xiàn)代的戰(zhàn)爭是信息戰(zhàn)。無論是在科索沃，還是伊拉克，美國使用的主要武器都是激光制導(dǎo)武器。在現(xiàn)代的戰(zhàn)爭中，儀器儀表的測量控制精度決定了武器系統(tǒng)的打擊精度。儀器儀表的測試速度、診斷能力決定了武器系統(tǒng)的反應(yīng)能力。無論在伊拉克，還是在巴勒斯坦，美國和以色列常常采用定點(diǎn)殺傷。所謂定點(diǎn)殺傷就是根據(jù)探測到的信號進(jìn)行瞄準(zhǔn)、發(fā)射和跟蹤。

美國還在發(fā)展一種稱為反導(dǎo)彈的戰(zhàn)略計(jì)劃，它的基本思想就是精確、快速探測對方發(fā)射的導(dǎo)彈，并在此基礎(chǔ)上發(fā)射自己的火箭進(jìn)行攔截。測試是這一戰(zhàn)略思想的技術(shù)基礎(chǔ)。

一部現(xiàn)代的汽車有五、六十個(gè)傳感器，飛機(jī)、火箭、宇宙飛船上何止幾百、幾千個(gè)傳感器。一架飛機(jī)、火箭、宇宙飛船從它的加工到裝配一步也離不開檢測，飛機(jī)、火箭、宇宙飛船的加工和裝配精度是人命關(guān)天的�；鸺�在現(xiàn)場安裝、準(zhǔn)備發(fā)射都離不開檢測。俗話說，差之毫厘，失之千里，這是一種形容；而今火箭、宇宙飛船的發(fā)射差之毫厘，失之又何止千里？

在發(fā)射場上精確找正并發(fā)射后，由于大氣和其它天體、氣象等因素的影響，火箭、飛船還可能偏離預(yù)定的軌道。需要不斷地檢測航行的軌跡，進(jìn)行校正。不僅要按測量結(jié)果校正航行軌跡，還要按測得的加速度控制燃料和氣體的排放，以保證飛行軌道的準(zhǔn)確，而對所有這些檢測的精度和速度響應(yīng)的要求是極高的。

國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃指出，運(yùn)載火箭的試制費(fèi)一半用于儀器儀表，由此可見測試技術(shù)在發(fā)展航天、航空、國防等高科技中的作用。
我國已經(jīng)成功地發(fā)射了5艘宇宙飛船，還將實(shí)現(xiàn)嫦娥登月計(jì)劃。除了第五艘飛船是載人的以外，其它4艘的主要任務(wù)就是收集數(shù)據(jù)，為載人航天飛行做好準(zhǔn)備。只有有了充分的數(shù)據(jù)，弄清宇宙飛行的規(guī)律，才能保證飛行的安全，達(dá)到探索宇宙空間的奧秘，為人類服務(wù)的目的。在宇宙飛船上和在空間站上需進(jìn)行多種多樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，要通過測試獲得所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

應(yīng)當(dāng)說今后的載人宇宙飛行、登月計(jì)劃、到其它星球的探索，很重要的任務(wù)，甚至主要任務(wù)，還是在測試。只有通過測試，才能了解宇宙，開發(fā)宇宙。以宇宙飛行為例，它不僅包括宇宙飛船，還包括許許多多地面觀測站、測控船�？梢酝茰y，在宇宙飛行實(shí)施中，花在儀器儀表和各種觀測站的費(fèi)用不會(huì)小于一半。

核武器和核工業(yè)的發(fā)展同樣離不開測試。核聚變與核裂變相比，不僅具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率、能釋放更巨大的能量，而且是更清潔的能源，這對核工業(yè)是十分重要的。目前世界上只有美、俄、中等少數(shù)幾個(gè)國家掌握核聚變技術(shù)。利用飛秒激光脈沖激勵(lì)、泵浦核聚變反應(yīng)是國際上十分引人注目的一個(gè)研究方向，因?yàn)轱w秒激光脈沖具有非常高的瞬時(shí)功率。為了獲得高的激勵(lì)功率和激勵(lì)效率，需要將幾十路飛秒激光束同時(shí)精確瞄準(zhǔn)一個(gè)直徑僅為幾百微米的空心靶球的球心，這是一個(gè)要求很高的幾何量測試問題。當(dāng)然在整個(gè)核反應(yīng)過程中還有更多其它重要的測試問題。

在談?wù)摦?dāng)今時(shí)代的高科技時(shí)，不能不提及納米科技和微機(jī)電系統(tǒng)。宇宙飛行往大的方向探索宇宙空間的奧秘，而納米科技和微機(jī)電系統(tǒng)則向小的方向，包括分子、原子領(lǐng)域探索世界的奧秘。

在納米量級已是對單個(gè)或少量分子、原子進(jìn)行操作。納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)表現(xiàn)了很多的獨(dú)特性能。這些性能在材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有重要應(yīng)用。例如，納米結(jié)構(gòu)的材料在硬度、密度、強(qiáng)度、延展性、導(dǎo)熱性、磁耦合、催化能力、吸附選擇性以及電學(xué)和光學(xué)性能均有很大增進(jìn)。例如納米碳管的抗拉強(qiáng)度比鋼高20倍，而強(qiáng)度質(zhì)量比為鋼的50多倍。將這些材料用在航空、航天上，用在人體上顯示出十分巨大的優(yōu)越性。納米粒子、納米薄膜也顯示了其許多獨(dú)特性能，納米科技正在帶動(dòng)一場新的科技革命。

納米是一個(gè)尺寸量度，只有能觀測到它，才能研究它、應(yīng)用它。從一定意義上說，測試技術(shù)的發(fā)展，對納米科技的興起起著決定性作用。1986年獲得物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)的掃描隧道顯微鏡的發(fā)明，標(biāo)志著納米科技成為一門科學(xué)。

中國科學(xué)院副院長、我國知名納米專家白春禮指出：目前科技界普遍公認(rèn)的納米科技的定義是，在納米尺度（1～100nm）上研究物質(zhì)（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。納米科技包括三個(gè)研究領(lǐng)域：納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征。我們必須要對納米器件的研制和納米尺度的檢測與表征的研究工作給予重點(diǎn)支持。��

同樣，國際上一些有識之士也充分意識到測試技術(shù)在發(fā)展納米科技中的重要性。歐、美、中、日等國一些頂尖專家已先后在歐洲、美國、中國(2004年5月17～19日于北京)集會(huì)，論證測試在納米科技中不可或缺的作用，形成了“The need for measurement and testing in nanotechnology”的正式文件，向歐洲共同體以及各國政府報(bào)告，以引起各國政府對納米檢測的充分重視并給予物質(zhì)支持。

微機(jī)電系統(tǒng)是近年來又一飛速發(fā)展的領(lǐng)域。全世界微機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)總值在1996年是144億歐元，而2002年已增至約380億歐元，這兩年又以每年百分之幾十的速率增長。

微機(jī)電系統(tǒng)的意義是顯而易見的。前面談到，航天飛行器的一個(gè)首要任務(wù)就是進(jìn)行各種測試。飛行器上搭載的測試設(shè)備重一公斤，整個(gè)發(fā)射和運(yùn)行中增加的能源和資金消耗是十分可觀的。在飛機(jī)、導(dǎo)彈等武器中情況也是這樣，必須要求測試設(shè)備微型化。

生命科學(xué)研究是微機(jī)電系統(tǒng)又一重要應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)行生命科學(xué)和生物技術(shù)的研究，需要將各種微型傳感器和執(zhí)行器植入人體或生物體內(nèi)部，探索人體與生物的奧秘。人體的治療與骨骼、神經(jīng)和關(guān)節(jié)等的康復(fù)、無損傷的外科手術(shù)、藥品的準(zhǔn)確輸送、心臟疾病的準(zhǔn)確診斷、人工器官的植入、生物品種的改良等也需要各種微型器械。

微機(jī)電系統(tǒng)在信息技術(shù)和智能系統(tǒng)中應(yīng)用前景非常廣闊。前面談到的嵌入砂輪內(nèi)部的傳感器，在智能衣服中能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的傳感與控制器等都必須做得非常小，只能用微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和工藝來實(shí)現(xiàn)。

微機(jī)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括設(shè)計(jì)、工藝、封裝和檢測。開始人們只重視設(shè)計(jì)和工藝，而忽略了封裝和檢測。在微觀范疇中，物體、材料的許多物理、力學(xué)等性能都是與宏觀世界不一樣的。許多常用的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在微機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都不能應(yīng)用，必須通過測試來獲取適合于微機(jī)電系統(tǒng)的新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。為了獲得符合性能要求的微機(jī)電器件，必須對微機(jī)電系統(tǒng)的工藝過程和成品進(jìn)行檢測。測試技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展微機(jī)電系統(tǒng)的一個(gè)瓶頸因素。

1.5 測試技術(shù)是開展生命科學(xué)研究的支撐

隨著科技的發(fā)展，人類在適應(yīng)和征服大自然中取得了巨大的成就，人類越來越多地關(guān)心自身的奧秘。改革開放以來，我國人民的生活有了很大的改善，人們越來越多地關(guān)心健康，一些發(fā)達(dá)國家更是如此。工業(yè)的發(fā)展只有幾百年的歷史，而人類與生物的進(jìn)化已經(jīng)有幾千年、幾萬年的歷史，一些工業(yè)產(chǎn)品的性能在不少方面還不如人類與生物。以上種種方面都在促使生命科學(xué)和生物技術(shù)將成為21世紀(jì)的領(lǐng)頭科學(xué)和技術(shù)。

醫(yī)學(xué)正在經(jīng)歷一個(gè)由經(jīng)驗(yàn)、技藝變?yōu)榭茖W(xué)的過程，要把醫(yī)學(xué)由經(jīng)驗(yàn)、技藝變?yōu)榭茖W(xué)，要依靠儀器儀表，要依靠測試。儀器與測試技術(shù)是了解人體和生物生命機(jī)理和探測疾患的主要手段。沒有良好的測試手段，包括各種植入人體內(nèi)部的傳感器，是不可能洞察人體和生物的奧秘的。對于祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中醫(yī)學(xué)、中草藥更是如此。中醫(yī)學(xué)、中草藥積累了多少代人的心血和經(jīng)驗(yàn)，是人類寶貴的文化遺產(chǎn)。中醫(yī)學(xué)關(guān)于將人作為一個(gè)整體的見地，有關(guān)如經(jīng)絡(luò)、針灸、號脈等的學(xué)說與實(shí)踐都是非常珍貴的，但也存在怎樣將它們由經(jīng)驗(yàn)、技藝變?yōu)榭茖W(xué)并進(jìn)一步深化、擴(kuò)大的問題，而所有這一切都靠測試，靠儀器儀表。

儀器儀表、測試技術(shù)還能為人類提供多種人造器官，實(shí)現(xiàn)康復(fù)。這里不僅包括人工眼睛、耳朵、鼻子、舌頭等感覺器官，也包括其它的各種器官。

例如上肢運(yùn)動(dòng)的癱瘓可能由于感覺—運(yùn)動(dòng)通道因麻痹而阻斷，在通過測試得到正常人小腦發(fā)出的信號、利用電激勵(lì)模擬神經(jīng)刺激后，就可以恢復(fù)上肢的運(yùn)動(dòng)。若是因?yàn)榧∪饣蚬趋朗艿綋p傷而失去上肢運(yùn)動(dòng)，則可通過對正常人在小腦指揮下的神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制信號的測試，構(gòu)建人工假肢，實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)說，在機(jī)械量的測試與人體或生物測試之間并沒有一條鴻溝，其基本原理是完全相通的。在幾何量測試中具有廣泛應(yīng)用的邁克爾遜干涉儀，同樣可以應(yīng)用于人體的測量。在幾何量測試中為了得到大的相干長度，常常使用單色性好的激光。在光學(xué)層析術(shù)（OCT）中要求光源的相干長度短，只有當(dāng)由分光鏡分光、形成的測量光束和參考光束光程相等時(shí)，光電探測器上才能產(chǎn)生干涉信號�？扛淖兗釉趬弘娞沾缮系碾妷�，使參考反射鏡的位置變化，引起參考光束光程改變，使得被測對象上的層析面位置也隨之改變。利用一套幾何光路，對被測對象進(jìn)行掃描，測量對象上的各個(gè)點(diǎn)。這種方法已被成功地用于皮膚癌的診斷中。

美國南加州大學(xué)教授、天津大學(xué)長江學(xué)者盧志揚(yáng)教授提出了激勵(lì)技術(shù)（Inspiring Technology）的思想。他認(rèn)為測試應(yīng)當(dāng)無所不在，在人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕�活用品上，都�?yīng)該裝上微型傳感器，檢測人們的身體狀況。根據(jù)檢測的結(jié)果，有針對性地發(fā)出反饋激勵(lì)信號，促進(jìn)人們的健康。

1.6 現(xiàn)代生活和人類生存離不開儀器儀表

如果說多少年前測試手段主要用于科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)，那么今天測試技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶。許多家用電器都帶有測試裝置，如傻瓜相機(jī)具有測量光亮度和物體距離的裝置，能夠自動(dòng)調(diào)整曝光度和對焦。一部現(xiàn)代汽車裝有50～60個(gè)傳感器，用于檢測油量、油門打開的情況以及司機(jī)是否喝了酒、安全帶是否系好等等，全球?qū)Ш较到y(tǒng)（GPS）也將成為汽車的必備裝置。

人們一直夢想房屋、車輛、衣服能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，為此需要將各種微型傳感器、芯片、執(zhí)行器置入建筑、車輛、材料、織物內(nèi)部等，構(gòu)成智能建筑、車輛、衣物等。已經(jīng)證明，這一夢想在技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)，只是價(jià)格問題。保健、醫(yī)療設(shè)備進(jìn)家庭就更習(xí)以為常。所以說測試技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，測試已經(jīng)是我們生活不可短缺的了。

科技的發(fā)展創(chuàng)造了歷史的奇跡。但環(huán)境和生態(tài)也正遭到巨大的破壞，成為對人類生存的最大威脅之一。要保護(hù)環(huán)境必須對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。海洋資源的開發(fā)、海洋污染防治與災(zāi)難的預(yù)防都需要加強(qiáng)監(jiān)測。地震、火災(zāi)、恐怖行為等都在對我們生存形成威脅，需要加強(qiáng)監(jiān)測。

在我們?nèi)粘Ｉ�活中，由于環(huán)境的污染和一些暴利的驅(qū)動(dòng)，無論在我們的食品、飲料、還是藥品中，都會(huì)有大量的有害物質(zhì)，其危害不可輕視。要加快開發(fā)一些簡易、便攜的手段，加強(qiáng)對于各種污染的檢測。例如，我們開發(fā)了一種檢測液體的裝置。被測液體經(jīng)毛細(xì)管形成液滴，在液滴生成過程中，其形狀變化與液體的比重、粘度、表面張力等諸多力學(xué)特性有關(guān)。在滴頭上插2根光纖，一根是輸入光纖，另一根是接受光纖。這樣，接受光纖中輸出的光強(qiáng)信號，一方面與液滴的形狀有關(guān)，另一方面又與液體的顏色、渾濁度、折射率等許多光學(xué)特性有關(guān)，這樣就可以精確識別液體的性質(zhì)和濃度。為了避免供液速度的影響，由環(huán)形電極和滴頭構(gòu)成電容器，測量液滴的體積。輸出光強(qiáng)隨液滴體積變化的曲線稱為液體的指紋圖。為了進(jìn)一步分析液體的成分，還可以插入微型光譜儀，以獲得光強(qiáng)隨液滴體積、光波長變化的三維指紋圖。����

1.7.儀器儀表和測試技術(shù)是物化的、客觀的“法官”

在利益驅(qū)動(dòng)下，社會(huì)上會(huì)有各種各樣的不法行為，假酒、假藥、假種子、假幣、假證書、含激素和各種有害成分的食品、飲料等等，無所不有。商品缺斤短兩、非法注水現(xiàn)象更是司空見慣。進(jìn)口商品時(shí)要嚴(yán)防帶入各種病菌，為了符合WTO的要求，出口商品也要自行仔細(xì)檢驗(yàn)、嚴(yán)格把關(guān)。在所有這些情況下，以什么為依據(jù)，這就需要物化的、客觀的法官，只有儀器儀表和測試技術(shù)能擔(dān)負(fù)起這一重任。

測試技術(shù)不僅用于檢測物體，在許多情況下也用于人體自身，如親子鑒別、指紋和虹膜識別、犯罪的罪證提取等都離不開儀器儀表，離不開測試技術(shù)。儀器儀表和測試技術(shù)是判定社會(huì)爭端的物化的、客觀的法官。