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一、電子測量儀器
所謂的電子測量儀器,顧名思義,就是利用電子技術進行測量的一類儀器。電子相關的行業,比如消費電子、通信,是現代大工業的產物,每一個終端產品的背后,是產業鏈上無數代工廠分化協作的結果,將這數量龐大的工廠連接起來的,是各式各樣的行業標準,我們用來衡量工廠生產出的最終產品是否符合標準的那把尺子,就是電子測量儀器。
電子測量儀器可以分為專用電子測量儀器和通用電子測量儀器,市場以通用電子測量儀器為主。通用電子測量儀器主要包括示波器、射頻類儀器、波形發生器、電源與電子負載、其他儀器等。
對于非理工類從業人員來說,上面這些名詞非常的勸退,但是如果我們大概了解其中的原理,就會對這個行業有個相對清晰和宏觀的認知。
對一個電子測量儀器來說,核心就是怎么把ADC和DSP這兩塊芯片整合起來,這就涉及到算法問題。我們知道本質上聲光電都是波,波在數學上核心的算法就是傅里葉分析,無非就是把一個亂七八糟的時間序列波拆成幾個波的組合,或者反過來把幾個波合成一個復雜的波形。由于待測物理量非常龐雜,涉及到的場景千變萬化,非常考驗算法調教能力,還真不是一個老板找幾個工人買臺設備焊塊板子就能成的,這就構成了這個行業相對較高的技術門檻。芯片加算法,構成了電子測量行業天然的護城河,而護城河是企業長期高盈利能力的來源。
電子測量儀器行業是一個特別容易出隱形冠軍,或者我們說專精特新的區域。這個行業的下游工業客戶,就是我們常說的TO B,其采購行為的實質是對生產資料的投資,對于這些生產型企業來說,產品量產后生產資料的固定成本攤銷在每一個產品上就非常小,所以當制造業相對成熟的時候,工廠更愿意采購性能穩定,維護成本低,但價格稍高的生產設備和工具。
一般來說,這種設備和工具類的隱形冠軍,技術穩定性高,競爭者少,長期躺平也過得很舒服,但天花板也清晰可見,市場規模相對較小,不容易做大,人力成本占比較高,部分依靠大單生存的企業還可能存在現金流大起大落的問題。
長期看,電子測量儀器行業確實有這么一個天花板,但對中國現在的電子測量行業來說,天花板是一個人長期吃飽喝足了才會考慮的問題,這個行業當下離溫飽都還有很大的空間。
二、電子測量儀器誤差
1.儀表環境誤差
環境對測量結果的影響是很明顯的,尤其是對一些高精度的儀表。外界環境通常包括有溫度、濕度、電場、磁場、電磁波等。不同的測量儀器對應的敏感因素不相同。例如某些測定儀在使用過程中,一定要保證環境在較干燥的環境中,環境濕度太大或者波動會對測量結果產生較大的影響,比如超聲波流量計在安裝使用時,如果外測量現場存大較為嚴重的聲波干擾,則極有可能對于測量的結果產生影響,嚴重的甚至導致測量無法進行。所以我們要先仔細閱讀說明書,操作過程中盡量避免因受到外界條件干擾產生誤差。
2.儀表理論誤差
理論誤差是儀表在設計時是根據理論上簡化過的近似公式來設計的,這種不科學的儀表本身就帶有一定的誤差,即便是完全按照上述四項進行操作,其結果也不正確。修正誤差的方法是加強儀表的理論學習,用更加科學嚴謹的理論進行儀表設計。
解決誤差的方法有原則性的指導方案,也有具體的調整方法,具體來說可以通過選擇合適的儀器減少系統誤差,以及選擇更為精確的測量及計算方法降低人為因素引起的誤差。只有通過合適的手段避免或降低誤差,才能使儀表設備長期處于穩定的工作狀態,得出的測量結果才能夠更準確,更加符合我們的使用要求。
三、電子測量儀器國產化是大趨勢
如果單看現狀,我們在電子測量儀器行業跟國際先進水平的差距,大到有點讓人絕望。
世界電子測量行業已經發展了很多年了,到現在為止,市場高度集中。四大巨頭分別是美國的是德科技、泰克、力科,德國的羅德與施瓦茨,這四大巨頭都是歷史悠久、傳承有序的古董型企業,是德科技可以追溯到1939年的惠普公司時代,泰克成立于1946年,力科成立于1964年,羅德與施瓦茨最早,1933年,再過10年就是百年老店了。
歷史悠久當然不代表好,尤其是日新月異的科技行業。可電子測量儀器高度依賴的兩大類芯片,ADC(A nalog-to-Digital Converter )和DSP( Digital Signal Processing ),這個市場看上去也極其不友好。
ADC市場當下基本處于寡頭壟斷地位,美國亞德諾(ADI)市場份額大約在60%左右,其次是德州儀器(TI)25%。DSP市場也基本類似,世界上主要的DSP芯片公司主要有3家,即德州儀器(TI),亞德諾(ADI)和摩托羅拉,其中TI處于絕對主導地位。如果不用DSP,選用相對更細分的FPGA(Field Programmable Gate Array),國際FPGA市場同樣是美資壟斷,四大巨頭賽思靈(Xilinx)、阿爾特拉(altera英特爾收購)、美高森美(Microsemi)、萊迪思(Lattice),其中前兩家市場份額高達84%。
這三類芯片中,只有FPGA國內還好些,有一些可供選擇的替代。至于ADC和DSP,怎么說呢,夜很深,路很長,黎明還很遠。
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