當(dāng)前的傳感、測(cè)試計(jì)量和計(jì)測(cè)儀器在機(jī)械系統(tǒng)和制造過程中的作用和重要性較之過去有明顯提高，已作為必須的組成部分參與到系統(tǒng)的功能中。這種地位的變化，加之機(jī)械及制造技術(shù)的快速發(fā)展促使對(duì)傳感器、測(cè)量?jī)x器的研究不斷深入，內(nèi)容不斷拓展，使得當(dāng)前乃至將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，該領(lǐng)域內(nèi)研究的問題都將主要集中在傳感原理、數(shù)字化測(cè)量、超精密測(cè)量、測(cè)量理論及基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)等方面。其中涉及的共性問題有：新型傳感原理及技術(shù)，先進(jìn)制造的現(xiàn)場(chǎng)、非接觸及數(shù)字化測(cè)量，機(jī)械測(cè)試類儀器“有界無(wú)限”統(tǒng)一模型的建立及實(shí)現(xiàn)，超大尺寸精密測(cè)量，微/ 納米級(jí)超精密測(cè)量，基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測(cè)量理論研究等，上述問題的研究也是測(cè)量技術(shù)研究領(lǐng)域內(nèi)*具活力、*有代表性的研究方向。
1、新的測(cè)試計(jì)量問題的不斷出現(xiàn)
新的測(cè)量問題不斷出現(xiàn)和*終解決有賴于傳感原理和測(cè)量傳感器研究。綜合目前國(guó)內(nèi)外研究狀況，該領(lǐng)域大致有兩方面主要工作：（1）研究開發(fā)全新傳感器原理和傳感器；（2） 深入研究和改進(jìn)已有的傳感原理和傳感器，以獲得更好的性能。前者如近年來(lái)獲得廣泛關(guān)注的基于MEMS 工藝的集成多參數(shù)傳感器、耐高溫壓力傳感器、微慣性傳感器、光纖傳感器等；后者如電容、電感、電渦流、光柵尺、磁柵尺、觀測(cè)型掃描電鏡、激光干涉儀等傳統(tǒng)傳感器的深入原理研究和性能改進(jìn)措施。
2、測(cè)試計(jì)量技術(shù)應(yīng)該符合現(xiàn)代制造的要求
傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)中，制造和檢測(cè)常常是分離的，測(cè)量環(huán)境和制造環(huán)境不一致，測(cè)量的目的是判斷產(chǎn)品是否合格，測(cè)量信息對(duì)制造過程無(wú)直接影響?，F(xiàn)代制造業(yè)已呈現(xiàn)出和傳統(tǒng)制造不同的設(shè)計(jì)理念、制造技術(shù)，測(cè)量技術(shù)應(yīng)當(dāng)從傳統(tǒng)的非現(xiàn)場(chǎng)、“事后”測(cè)量，進(jìn)入制造現(xiàn)場(chǎng)，參與到制造過程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)、在線測(cè)量的共同問題包括非接觸、快速測(cè)量傳感器研制與開發(fā)、測(cè)量系統(tǒng)及其控制、測(cè)量設(shè)備與制造設(shè)備的集成幾方面。近年來(lái)數(shù)字化測(cè)量的迅速發(fā)展為先進(jìn)制造中的現(xiàn)場(chǎng)、非接觸測(cè)量提供了有效解決方案，多尺寸視覺在線測(cè)量、數(shù)碼柔性坐標(biāo)測(cè)量、機(jī)器人測(cè)量機(jī)、三維形貌測(cè)量等數(shù)字化測(cè)量原理、技術(shù)與系統(tǒng)的研究取得了顯著的研究成果，并獲得成熟的工業(yè)應(yīng)用。
3、領(lǐng)域測(cè)試類儀器統(tǒng)一模型的建立
領(lǐng)域測(cè)試類（例如機(jī)械測(cè)試類）儀器的“有界無(wú)限”統(tǒng)一模型的建立。所謂“有界無(wú)限”是指領(lǐng)域測(cè)試是一個(gè)“界”，只要在這個(gè)“界”內(nèi)，同類測(cè)試的功能或儀器都將被包含或可添加到這一系統(tǒng)中。這一統(tǒng)一模型稱之為“巖石模型”?；谶@一模型理論，對(duì)測(cè)試功能虛擬控件進(jìn)行多次、深度集成制造便可由上述模型演變成為一個(gè)“有界無(wú)限”、包含大量測(cè)試儀器并可實(shí)際使用的復(fù)雜、巨型虛擬測(cè)試儀器庫(kù)。這是一個(gè)復(fù)雜的功能測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)開放的系統(tǒng)。對(duì)于他已有的資源可以立即滿足測(cè)試的要求，他還沒有的資源可以很快地在模型內(nèi)自動(dòng)生成或開發(fā)，從而可以繼續(xù)滿足任何新的測(cè)試需求。通過這一模型的建立，將使傳統(tǒng)儀器的“單機(jī)”概念消失，代之而起的是經(jīng)多次、深度集成制造而成的大型“儀器庫(kù)”。在將來(lái)的測(cè)試儀器中，儀器庫(kù)將成為測(cè)試測(cè)量所使用的儀器“單位”，而同一行業(yè)的只需使用這一儀器“單位”便可滿足其全部測(cè)試要求。
4、微/納米技術(shù)迅速發(fā)展
微/納米技術(shù)作為當(dāng)前發(fā)展*迅速，研究廣泛、投入*多的科學(xué)技術(shù)之一，被認(rèn)為是當(dāng)前科技發(fā)展的重要前沿。在該科技中，微/納米的超精密測(cè)量技術(shù)是代表性的研究領(lǐng)域，也是微/納米科技得以發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。在微/納測(cè)量領(lǐng)域，基礎(chǔ)問題包括納米計(jì)量、納米測(cè)量系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)、微觀形貌測(cè)量等方面，主要研究問題和方向?yàn)椋夯趻呙桦娮语@微鏡的精密納米計(jì)量、微納坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（分子測(cè)量機(jī)）、基于干涉的非接觸微觀形貌測(cè)量、基于原子晶格作刻度的X 射線干涉測(cè)量及其與光學(xué)干涉儀的組合原理、納米測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和微納尺寸測(cè)量條件的研究等。涉及的重要工程測(cè)量問題有：面向MEMS 和MOEMS 的微尺度測(cè)量、面向22 nm～45 nm極大規(guī)模集成電路制造的測(cè)量等。
5、發(fā)展超大尺寸測(cè)量和超大型設(shè)備
超大尺寸測(cè)量的主要任務(wù)是獲取與評(píng)價(jià)大型和超大型裝備與系統(tǒng)制造過程中機(jī)械特性和物理特性等信息，分析各影響制造性能的要素與機(jī)理，為提升制造能力與水平提供科學(xué)依據(jù)。在超大尺寸測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)的、共性基礎(chǔ)問題包括距離測(cè)量原理、超大尺寸空間坐標(biāo)測(cè)量、超大尺寸測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)溯源原理與方法。代表性研究方向和重要測(cè)量問題，如：大尺寸、高速跟蹤坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)；車間范圍空間定位系統(tǒng)（WPS）；GPS 在超大機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)字造船中結(jié)構(gòu)尺寸、容積測(cè)量；飛機(jī)制造中形狀尺寸測(cè)量；超大型電站裝備和重機(jī)裝備制造中的測(cè)量；面向大型**裝備制造的超精密測(cè)量等。
6、大力發(fā)展基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是測(cè)試計(jì)量技術(shù)水平的表現(xiàn)形式，是發(fā)展超精密制造的前提和保障，也是引導(dǎo)促進(jìn)先進(jìn)加工和測(cè)量技術(shù)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)?；鶞?zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)滯后將嚴(yán)重制約精密制造和裝備制造業(yè)的發(fā)展。尤其是，在過去的10年中超精加工技術(shù)的提高使得工業(yè)界可以制造以前難以想象的微小和形狀復(fù)雜的工件，表面粗糙度正在達(dá)到原子級(jí)尺度，并可由像原子力顯微鏡等這樣復(fù)雜的顯微鏡來(lái)進(jìn)行測(cè)量。但是相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還沒有制定，需要制定新的納米尺度上表面粗糙度和公差測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)作為新的納米測(cè)量基礎(chǔ)。與此對(duì)應(yīng)，研究對(duì)應(yīng)芯片、掩模板測(cè)量中的線條寬度、間距、臺(tái)階高度、表面粗糙度、膜厚等被測(cè)量的校對(duì)樣板，并對(duì)這些樣板進(jìn)行標(biāo)定和比對(duì)，對(duì)于保證這些幾何參數(shù)量值的統(tǒng)一和溯源具有十分重要的意義。多傳感器測(cè)量及測(cè)量信息融合技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)量計(jì)量技術(shù)出現(xiàn)的新特點(diǎn)?，F(xiàn)代復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)涉及信息多，測(cè)量信息量大，傳感器數(shù)量較多，多源巨量信息分析評(píng)估困難，需借助數(shù)據(jù)融合理論進(jìn)行處理。多傳感器測(cè)量應(yīng)用中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)正逐漸成為提升測(cè)量系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。