Приборостроение является фундаментальной отраслью, обеспечивающей развитие практически всех сфер человеческой деятельности. Постоянно растущие требования к точности, надежности, миниатюризации и функциональности приборов стимулируют интенсивные исследования и разработки в этой области. Настоящая статья анализирует ключевые направления развития приборостроения, определяющие его современный облик и будущие перспективы [1–6].
Микроминиатюризация и интеграция являются ключевыми тенденциями в современном приборостроении, определяющими развитие многих областей техники. Они неразрывно связаны и взаимно усиливают друг друга: миниатюризация отдельных компонентов позволяет создавать более сложные интегрированные системы, а интеграция, в свою очередь, стимулирует разработку еще меньших и более эффективных компонентов [1, 2].
Микроминиатюризация – это процесс уменьшения размеров и массы приборов при сохранении или улучшении их функциональности. Главным драйвером микроминиатюризации является развитие микроэлектроники и микросистемной техники (MEMS – Microelectromechanical Systems). MEMS – технологии позволяют создавать микроскопические механические, электронные и оптомеханические устройства на одной кремниевой подложке. Это открывает возможности для создания миниатюрных сенсоров, актуаторов, микропроцессоров и других компонентов, которые ранее были невозможны.
Что касается интеграции в приборостроении – это объединения нескольких функциональных блоков или компонентов в единое целое, что позволяет создавать более сложные и функциональные устройства с меньшим количеством отдельных компонентов и соединений. Бывает компонентная, системная и функциональная интеграция. Интеграция полезна тем, что значительно повышает функциональность, позволяя при этом уменьшить вес всей конструкции, повышается надежность самого прибора или системы, а также упрощается обслуживание, что обеспечивает экономическую выгоду.
Использование новых материалов и технологий является движущей силой прогресса в приборостроении, позволяя создавать приборы с улучшенными характеристиками, расширенными функциональными возможностями и повышенной надежностью. Это включает в себя широкий спектр материалов и технологий, которые постоянно развиваются и совершенствуются, например наноматериалы и нанотехнологии и композитные материалы.