马力辉 ，孙 辉 ，高永阳 ，李国翚

1.天津大学精密仪器与光电子工程学院，中国天津 300072

2.天津开发区奥金高新技术有限公司，中国天津 300072

产品的功能设计、原理设计和结构设计是概念设计的核心内容，创新设计的核心是要在概念设计阶段产生有竞争力的工作原理。对于仪器的创新设计也不例外，仪器的创新设计的核心就是要通过功能—原理—结构的映射及相应的逻辑推理产生全新的工作原理。工作原理通常包含两个方面的内容∶物理效应和功能载体。物理效应泛指自然界一切现象经研究得出的普遍规律性的结果，包括各学科领域的定理、定律和法则；功能载体是指实现物理效应的物理实体。物理效应可将仪器工程问题与科学中的定理定律紧密的联系起来。作为实现功能的原理，效应是原理设计的关键。可以运用本领域特别是其他领域的有关定律解决设计中的问题，物理效应可以通过将有关的量的互相联系起来的定律来描述，即按照定律规定的原理将输入量转化成输出量，实现相应的功能。

曹国忠根据事物的产生、成长、消亡的过程，将功能分解成产生、移动、结合、分离、变化、稳定、检测、保持、存取、消除十类，并把输入量输出量分解成物质、能量与信息，通过效应及其关联实现输入量到输出量的转化。

本文针对仪器创新设计的核心过程，利用量纲分析技术，研究仪器中的物理量和典型物理效应间的映射关系和关联，提出一种全新的利用量纲分析方法搜索物理效应的仪器原理创新设计方法。……