电子测量仪器概念、分类、产业链、关键器部件与技术梳理

电子测量仪器是制造业的基础。

电子测量仪器是电子信息工程师的“基础工具包”。电子测量仪器是用于检测、测量、观测、计算各种 物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备，具有检测测量、信号传递和数据处理等功能，是信息采 集、测量、传输、控制的基础，已成为发展工业化、信息化、智能化的基石，是仪器仪表产业中的核心 门类之一。电子测量仪器发展至今，大致上可以分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪 器。

电子测量的测量对象是电子领域有关的电量值，如电压、电流、功率、各种不同的波形、信号频谱、各 种元件和电路参数等。在电子测量仪器工作时，待测物理信号被传感器接收后，模数转换器（ADC）可 以将将物理信号转化为电信号，并通过数字信号处理器（DSP）将信号数字化。

电子测量仪器可以分为专用电子测量仪器和通用电子测量仪器。专用仪器定制化程度高，在某些细分领 域不可或缺，如光纤测试仪器、电磁兼容 EMC 测试设备等。通用电子测量仪器是电子信息工程师的“基 础工具包”，具备产品标准化特点，应用场景广泛且需求量大。按照基础测试功能的不同，通用电子测 量仪器可划分为示波器、射频类仪器、波形发生器、电源与电子负载及其他仪器。

示波器是应用最广泛的测量仪器产品。示波器可分为模拟示波器和数字示波器两大类。模拟示波器采用 的是模拟电路电子枪向屏幕发射电子，发射的电子经聚焦形成电子束，并打到屏幕上。数字示波器通过 模数转换器（ADC）把被测电信号转换为数字信号，再以数字信号处理的方式将信号随时间的变化波形 绘制在显示设备上。随着电子信息技术、半导体集成电路的发展，数字示波器种类更为丰富，功能集成 化和智能化程度也不断提高，成为主流产品。

射频类仪器泛指对射频信号进行模拟、测量、分析的仪器，是电子测量仪器的重要组成部分。射频仪器 从频域、调制域、时域、阻抗域等对射频信号进行测量和分析。频谱分析仪、矢量网络分析仪、信号发 生器是射频领域常用的三大类测量仪器，并称“射频三大件”。射频三大件持续发挥着“小口径、大带 动”的作用，通过自身的技术进步，带动下游 5G、半导体、物联网等万亿级市场的进一步发展。

射频类仪器在电子测量仪器市场中占比领先。根据智研咨询的数据显示，2021 年中国电子测量仪器细分 市场占比中，射频类仪器占比 14.11%，示波器占比 9.51%，电源与电子负载占比 6.49%，波形仪器占比 2.22%。根据 Frost&Sullivan 预测，2025 年全球电子测试仪器细分市场中，射频类仪器占比最高，达到 16.1%，示波器、电源与电子负载、波形发生器占比分别为 10.0%、6.9%、2.3%。

电子测量仪器关键器部件与技术：（1）高端测量芯片。芯片是电子测量仪器的核心，其采购额占比占据电子测量仪器的 35%~45%。由于电子测量仪器所需芯片 种类众多、功能和性能不同、芯片研发投入大且研发周期长，多数电子测量仪器企业选择与相关芯片设 计厂商合作设计制造芯片，部分企业也选择自行设计研发匹配本品牌测量仪器的专用模拟前端芯片、专 用 ADC、专用数字信号处理芯片、专用宽带差分探头放大器芯片、微波射频芯片等，通过优化芯片布局 提升测量仪器的整体测量精度、抗干扰能力以及运算速度。高性能的 ADC、DAC、FPGA 芯片为冲击中高 端电子测量仪器市场奠定坚实基础，能够对电子测量仪器产品性能提升、产品系统集成度提高和降低生 产成本等方面起到关键作用。

（2）高端测量部件。具有宽频带、高频率、高性能、高稳定性、低噪声特点的电子测量仪器部件，是支撑微波/毫米波通信 测试、复杂电 磁环境模拟测试、芯片测试等精密测量的重要保障。例如，使用良好的合金材料、合理 的结构设计与加工工艺的高端微波部件，可有效减小电子测量仪器/测试系统的体积、重量、功耗和热 耗，并提升可靠性和抗强电磁干扰能力；此外，其功率和相位随着温度的变化波动微小，使得电子测量 仪器/测试系统的环境控制要求大幅降低。

（3）软件与算法。电子测量软件技术主要包括信号处理、校准、数据分析等算法。信号处理算法用于对采集到的信号进行 滤波、去噪、放大等处理，以提高信号的质量和准确性；校准算法用于对仪器进行校准，消除仪器本身 的误差和偏差，提高测量的精度和可靠性；数据分析算法用于对处理后的数据进行进一步的分析和处理， 提取出有用的信息，为测量结果提供支撑。国内外主流测试软件均具备测试环境拓扑描述、测试监控、测试脚本开发、测试数据设计、测试执行数据采集与展示、测试结果分析等功能，基于此类开发工具可 以实现半实物仿真测试软件的开发与部署。