|
作者：老赤腳醫生 前言： 相信每一位工程師都夢想自己能設計出風靡世界的卓越產品，安捷倫的工程師也一樣。 在歷史上，從70多年前的HP 誕生，到后來的安捷倫時代，工程師們創造出來眾多改變世界的產品，包括世界上第一臺銫鐘，至今仍作為國際時間標準； 世界上第一臺數字示波器；世界上第一臺邏輯分析儀等等。 惠普/安捷倫歷史上最杰出的產品之一，就是誕生在1991年的惠普年代， 但至今仍然銷量排名業界第一、 而且是公認的工業標準34401A 6位半數字萬用表。在誕生后的20多年中，34401A在全球銷售了近50萬臺！ 成為HP和安捷倫歷史上銷售數量穩居第一的儀器型號！ 該產品的產品策劃和設計師是 Scott Stever 先生， 他是安捷倫通用儀器的頂級工程師之一，目前還工作在安捷倫公司的系統產品事業部，領導著一只團隊致力于新一代的產品定義和開發。在和他交往的10多年中，Scott 給我講了不少關于他定義和開發34401A的故事， 也和他一起經歷了新一代產品的市場調查和研究。 他曾多次來到中國，接觸過眾多的年輕工程師， 這些年輕工程師勤奮好學的精神，也給他留下了深刻的印象。有一次，我提出希望能在他退休之前，給中國年輕的工程師分享一下他的經驗， 他很爽快地同意了。這也是我知道的第一次，安捷倫的頂級工程師來分享一些關于自己、以及他們終身引以自豪的世界級產品背后的故事。他自己寫了一篇很長的故事，由我來做翻譯。 由于篇幅原因，我將用連載的方式分享個大家。 今天是第一部分。 第一篇：數字萬用表的前世今生 您曾想過每天都在使用的測試儀器的歷史嗎？例如萬用表， 這幾乎是每一個與電打交道的工程師每天都在使用的工具。估計很少人會思考這個問題， 但毋庸置疑，萬用表是在所有電子測量儀器中， 使用最廣泛的一個。 人類認識電的開始，大約是公元前 600 年， 古希臘哲學家塞利斯記載了的木頭摩擦琥珀能吸引草屑， 這是最早關于"靜電"的描述。 近 2200 年后，17 世紀的實驗物理學家在開始系統化地研究電力起源和它難以捉摸的各種現象及影響。在20世紀初，電學和電磁學的基礎定律紛紛被定義和驗證， 建立在安培、 奧斯特和庫侖早期實驗基礎上， 并在之后得到大幅改進和提升， 誕生了第一臺電測量儀器：一個羅盤狀的，帶有磁針的指示器，外面環繞著金屬絲的電流線圈。這就是20世紀初期的被稱為moving-coil galvanometers， 或電壓表的原型。 
1901年，古列爾莫. 馬可尼第一次成功地講微弱的高頻信號跨過大西洋， 從英格蘭到紐芬蘭省， 展示了無線通信的理論和實踐的可能性， 這證實了麥克斯韋的理論及赫茲和特斯拉的實驗預言。 這就是被我們當今工程師們所熟知的"電臺"。 它在1925年才被廣泛認知， 因為那年美國科學家李·德福雷斯特發明了帶有"閥門" 的真空三極管。他在早期真空“二極管”中加入了控制柵極。這個三極管可以利用柵極，控制真空管內電流的流動，成為了第一個電子意義上的信號放大器。 General Radio (GR)公司，當時世界上最大的儀器公司， 立即認識這種三極管技術可以用來改善當時的儀器。在幾年之內， GR 就推出了幾種新的"電子"儀器，包括第一個可調諧的低頻振蕩器、 手控的 LC 測量電橋， 以及第一個真空管的交流電壓表(VTVM)。這些都鞏固了GR作為當時世界第一電子儀器公司的地位 。
20世紀20年代的GR公司 19世紀的40年代，是電子行業的高速增長期。最初推動力就是電話和無線電設備的商業需求，之后就是第二次世界大戰期間對軍事無線電通信貪婪的需求、 導航和信號干擾設備，最后是微波雷達設備， 這種利用無線電遠距離探測和測距的新型技術。就在二戰期間， 出現了所謂"通用"的模擬儀表，就是有多種測量范圍、測量量程，以及多個輸入端口的儀表，包括直流電壓、 電流和電阻測量。典型的就是Simpson Electric 260 系列電壓和電阻計，在戰爭期間成為了成千上萬的軍事技術人員簡單的現場故障排除和維修儀表。
HP公司是誕生于1938年，與GR公司相比，無疑是電子儀器行業的后來者。 在 1946 年， HP推出第二代的410A高頻真空管電壓表（VTVM）。這是HP公司的創始人之一， Dave Packard 在 400A 交流電壓表的基礎上加以改進，設計增加了高達1000V直流電壓測量，電阻測量也高達 500MΩ， 并且，將峰值AC電壓測量的帶寬延伸到了接近 700 MHz。由于它的高精度、 寬量程、多功能和靈活性， 410A 成為了 HP 的早期產品家族最受歡迎的經典儀器之一。
在二次世界大戰后，年輕的電子行業伴隨著新的發現和發明繼續迅速增長。1945 年誕生了由 18,000 個電子管電路組成的第一臺電子計算機。1947年在貝爾實驗室發明了晶體管，為各種小型的、功能更強大的電子產品設計提供了新的可能。 1959年，基于硅材料的集成電路概念被授予了專利。 這些新發明最終推動了電子行業超過半個世紀的增長。 然而， 美國電子行業的最初增長是依靠二十世紀50 年代的新興電視技術。遍布全美國的視頻及音頻發射站及演播室， 對大功率的 VHF 發射機需求如雨后春筍。消費者對家庭電視接收器的需求呈現爆炸性的增長。 但就在此時，很多公司經歷了技術熟練的工程師和技術人員的短缺， 無法按照計劃要求設計和制造他們的產品。 這個時代的測量儀器是測量速度緩慢， 結構復雜，而且使用起來也容易出錯。許多儀表依靠模擬表針度數，而且也很容易搞混測量范圍。 執行單個測量經常需要用戶手動調整多個的控制，以補償和平衡儀器，最終將這些儀器的設定及度數計入測量結果。 甚至是一個基本的測量， 也需要高技能和有經驗的操作員。很多公司要求更為簡單的、自動化程度更高的儀器，即使不是博士學位的人員也能操作，也可以提供更快更準確的測量結果。 |
