仪器仪表编辑

日期:2020-01-09     浏览:197    
0仪器仪表简介
仪器仪表(英文:instrumentation) 仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器仪表。广义来说,仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能,例如用于工业生产过程自动控制中的气动调节仪表,和电动调节仪表,以及集散型仪表控制系统也皆属于仪器仪表。
中文名
仪器仪表
外文名
instrumentation
感觉器官
视、听、尝、摸
功    能
检出、测量、观察、计算各种成分
1仪器仪表功能和作用
仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。人们用感觉器官去视、听、尝、摸外部事物,而显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计、真空离心浓缩仪等仪器仪表,可以改善和扩展人的这些官能;另外,有些仪器仪表如磁强计、射线计数计等可感受和测量到人的感觉器官所不能感受到的物理量,还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数,如高速照相机、计算机等。
仪器是科学技术发展的重要“工具”。著名科学家王大珩先生指出,“机器是改造世界的工具,仪器是认识世界的工具”。仪器是工业生产的“倍增器”,是科学研究的“先行官”,是军事上的“战斗力”,是现代社会活动的“物化法官”。不言而喻,仪器在当今时代推动科学技术和国民经济的发展具有非常重要的地位。
  1. 仪器是科学技术发展的重要前提和根本保障。人类发展史上任何一次大的飞跃都是基于工具的巨大创新和根本变革驱动的,作为“工具”的科学仪器的发展和创新往往是催生科技创新的重要要素。
  2. 仪器是经济发展和国防安全的重要保障。仪器是保障经济发展、国家安全不可或缺的重要基础条件。首先,著名科学家钱学森先生指出:“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术则是关键和基础”。
  3. 仪器是推进和谐社会建设的重要力量。全球的资源枯竭、环境污染等问题已成为社会健康发展的瓶颈;食品安全问题、公共突发事件、疾病诊断、易燃易爆化学危险品等给人民的生活带来了严重影响,这些重大问题的解决都离不开先进的检测技术和手段。
  4. 数字化、智能化
  5. 因为微电子技能的提高,仪器仪表产物进一步与微处置器、PC技能交融,仪器仪表的数字化、智能化程度不时获得进步。以美国德州仪器公司提出的“DSPS”概念为例,以DSP芯片为中心,共同进步前部的夹杂旌旗灯号电路、ASIC电路、元件及开拓东西等供应整个使用系统的处理方案。仪器仪表中采用了很多的超大规划集成(VLSI)的新器件、外表贴装技能(SMT)、多层线路板印刷、圆片规划集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等新工艺,CAD、CAM、CAPP、CAT等核算机辅佐伎俩,使多媒体技能、人机交互、恍惚节制、人工神经元收集等新技能在现代仪器仪表中获得了普遍使用。
  6. 收集化
  7. 多种智能化仪器仪表已陆续面向市场,仪器仪表正派历着深入的智能化革新。集成测试系统也走向了收集化,各台仪器之间经过GPIB总线、VXI总线相连。
  8. 微型化
  9. MEMS产物包括汽车加快计,压力、化学、流量传器、微光谱仪等产物,普遍使用于情况科学、航天、生物医疗、汽车工业、军事、工业节制等范畴。 
2仪器仪表检修方法
3仪器仪表仪器技术
4仪器仪表防护等级
在确定仪器仪表众多标准时我们常常遇到防护等级IP这一标准,那么何为防护等级以及它后面的数字代表什么呢?下面为大家作些介绍以方便大家在工作中查阅和参考。防护等级系统IP(INTERNATIONAL PROTECTION)是由IEC组织起草和制定的。该系统将仪器仪表依其防尘、防湿气等特性加以分级。IP防护等级是由两个数字所组成,第1个数字表示仪器仪表和电器离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示仪器仪表和电器防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。 
第1个数字:
为0-表示没有防护对外界的人或物无特殊防护。
为1-表示防止>50mm的固体物体侵入,防止人体(手掌)因意外而接触到电器内部的零件,防止>50mm的外物侵入。
为2-表示防止>12mm的固体物体侵入,防止人体(手指)因意外而接触到电器内部的零件;防止>12mm的外物侵入。
为3-表示防止>2.5mm的固体物体侵入,防止>2.5mm的细小外物而接触到电器内部的零件。
为4-表示防止>1.0mm的固体物体侵入,防止>1.0mm的微小外物而接触到电器内部的零件。
为5-表示防尘,完全防止外物侵入,且侵入的灰尘量不会影响电器的正常工作。
为6-表示防尘,完全防止外物侵入,且可完全防止灰尘侵入。
第2个数字:
为0-表示没有防护。
为1-表示防止滴水侵入,垂直滴下的水滴不会对电器造成有害影响。
为2-表示倾斜15时仍可防止滴水侵入,仪器仪表和电器倾斜15时滴水不会对电器造成有害影响。
为3-表示防止喷洒的水侵入,防雨,或防止与垂直<60方向所喷洒的水侵入仪器仪表和电器造成损坏。
为4-表示防止飞溅的水侵入,防止各方向飞溅的水侵入仪器仪表和电器造成损坏。
为5-表示防止喷射的水侵入,防止各方向喷射的水侵入仪器仪表造成损坏。
为6-表示防止大浪侵入,防止大浪侵入安装在甲板上的仪器仪表和电器造成损坏。
为7-表示防止浸水时水的侵入,仪器仪表和电器浸在水中一定时间或在一定标准的水压下,能确保仪器仪表和电器不因进水而造成损坏。
为8-表示防止沉没时水的侵入,仪器仪表和电器无限期的沉没在一定标准的水压下,能确保仪器仪表不因进水而造成损坏。
5仪器仪表应用效果
1、 集中管理各地客户资源,统一客户信息的平台。
2、 提高工作效率,并对现有资源进行整合、共享。
3、 使业务人员的行为更加有效,了解业务员的行动状态。
4、 梳理业务状态,实现销售的过程化管理。
6仪器仪表发展史
7仪器仪表发展趋势
20世纪中期以后,随着自动控制理论的产生和自动控制技术的成熟,以A /D (数字/模拟转换)环节为基础的数字式仪器得到快速发展。
伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟,人工智能、在线测控成为可能,使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。
数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了20世纪现代科学仪器发展的主流与方向。
十二五”期间工信部已把传感器及智能化仪器仪表摆到推动制造业转型升级的重要位置,在工信部相关资源中对传感器及智能化仪器仪表的研发及产业化予以支持。
数字化是智能仪器、个人仪器和虚拟仪器的基础,是计算机技术进入测量仪器的前提。广泛应用于电子数字计算机、数控技术、通讯设备、数字仪表等方面,诸如人类第一台电子数字计算机ENIAC,爱思达金相显微镜,体视显微镜,X光检查机等。
8仪器仪表行业趋势
我国已步入仪器仪表生产大国行业,通过多年发展已具备了相当的产业规模,
我国仪器仪表行业发展规划 我国仪器仪表行业发展规划
面对错综复杂的国际贸易形势,我国仪器仪表行业应牢牢抓住发展的战略优势期,本着“创新优先、重点突破、技术融合、夯实基础、多元投入”的原则,布局符合战略性新兴产业的发展规划。 [2] 
诺美观点:我国仪器仪表产业虽然发展迅速,但暴露的问题也较多,阻碍了产业产业实现又好又快发展的步伐,在此背景下全行业应努力实现产业转型,提高研发力度,同时也希望国家加大对仪器仪表工业的重视和支持,协商并给予必要的扶植政策。
在信息技术高速发展的背景下,仪器仪表及测量控制技术得到日益广泛应用,给仪器仪表行业的快速发展提供了良好契机 [3]  。仪器仪表是信息产业的源头和组成部分,是信息技术的重要基础。钱学森院士对新技术革命有如下论述:“新技术革命的关键技术是信息技术,信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成,测量技术则是关键和基础”。国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。
仪器仪表应用领域广泛,覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各个方面,在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。据(2014年中国仪器仪表行业概况分析)分析,由于其地位特殊、作用大,对国民经济有巨大倍增和拉动作用,有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。具体的需求主要分为以下几个方面:
(1)高水平的科学研究和高新技术产业的迅速发展提高了对仪器仪表的需求,也深刻认识到工业控制对控制理论的需求,而且鼓励引导科学家们去更多关注自动理论的研究工作。
(2)仪器仪表已成为现代国防建设所需装备的重要组成部分,我国航天工业固定资产的1/3 是仪器仪表和计算机;运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2 左右;导弹的高精度制导、控制,航天经纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。
(3)仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业工艺流程的测量和控制,是现代化大型重点成套装备的重要组成部分,是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示,随着装备水平的提高,仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右;现代化的宝钢技术装备投资中,有1/3 的经费用于购置仪器和自控系统。
(4)仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、实施有关法律(质量、商检、计量、环保等)的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。
9仪器仪表分类
10仪器仪表特点
11仪器仪表性能
衡量仪器仪表性能的主要技术指标有精确度、灵敏度、响应时间等。精确度表示仪表测量结果与被测量真值的一致程度。仪器仪表的精确度常用精确度等级来表示,例如0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级等。0.1级表仪表总的误差不超过±1.0%范围。精确度等级数小,说明仪表的系统误差和随机误差都小,也就是这种仪表精密。灵敏度表示当被测的量有一个很小的增量时与此增量引起仪表示值增量之比,它反映仪表能够测量的最小被测量。响应时间是指仪表输入一个阶跃量时,其输出由初始值第一次到达最终稳定值的时间间隔,一般规定以到达稳定值的95%时的时间为准。此外,还有重复性、线性度、滞环、死区、漂移等性能技术指标。
12仪器仪表市场分析
中、低档电工仪器仪表产品国内市场占有率达到95%,高档产品的国内市场占有率和中低档产品的国外市场占有率在现有基础上有大幅度提高。中国仪表产业在2010年的市场发展将有望提高。产品结构调整目标。其中工业自动化仪表,重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用的自动化仪表。产品技术水平达到20世纪90年代后期国外先进水平,2005年销售额占到国产仪表销售额的30%。面向市场,全面扩大服务领域,推进仪表系统的数字化、智能化、网络化,完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变,“十五”末数字仪表的品种数达到60%以上。
13仪器仪表冬季保温
采取的措施通常有:选型,保温伴热,维护(点巡检、排污)等。
14仪器仪表应用领域
仪器仪表应用领域广泛,覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面,在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。由于其地位特殊、作用大,对国民经济有巨大倍增和拉动作用,有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。
(一)仪器仪表行业市场需求对象及覆盖范围 具体的需求对象可以从以下几个方面进行表述:
  1. .在人类社会进入知识经济时代、信息技术高速发展的背景下,仪器仪表及其测量控制技术得到日益广泛应用,给仪器仪表行业的快速发展提供了良好契机。仪器仪表是信息产业的源头和组成部分,是信息技术的重要基础。钱学森院士对新技术革命有如下论述:"新技术革命的关键技术是信息技术,信息技术是测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成,测量技术则是关键和基础。"国际上也将信息技术生产行业定性为计算机、通讯、仪器仪表三个行业。
  2. .仪器仪表广泛应用于装备、改造传统产业的工艺流程的测量和控制,是现代化大型重点成套装备的重要组成部分,是信息化带动工业化的重要纽带。据有关资料显示,随着装备水平的提高,仪器仪表在工程设备总投资中的比重已达到18%左右;现代化的宝钢技术装备投资中,有1/3的经费用于购置仪器和自控系统。
  3. .仪器仪表已成为现代国防建设技术装备的重要组成部分,中国航天工业的固定资产1/3是仪器仪表和计算机;运载火箭的仪器开支占全部研制经费的1/2左右;导弹的高精度制导、控制,航天精纬测量和红外成像、专用高温实验设备等都是国防装备中的重点产品。
  4. .仪器仪表在探索人类社会可持续发展、抵御自然灾害、依法治国并实施有关法律(质量、商检、计量、环保等)的过程中作为重要实施手段和保障工业被普遍采用。
  5. 高水平的科学研究和高新技术产业的迅速发展提高了对仪器仪表的需求,仪器仪表在实施科教兴国、知识创新和技术创新的过程中,正发挥十分重要的作用。各项高水平的科学实验离不开科学仪器,现代科学的进步也越来越依靠尖端仪器的发展。现代生物、医学、生态环境保护、新材料(纳米材料等)、现代农业等诸多领域的发展,同样是建立在尖端精密仪器科技发展的基础上。
15仪器仪表故障诊断
1、敲击手压法
我们使用仪器时,经常会遇到仪器运行时好时坏的现象,这种现象绝大多数是由于接触不良或虚焊造成的。对于这种情况可以采用敲击与手压法。
所谓的“敲击”就是对可能产生故障的部位,通过小橡皮鎯头或其他敲击物轻轻敲打插件板或部件,看看是否会引起出错或停机故障。所谓“手压”就是在故障出现时,关上电源后对插的部件和插头和座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障。如果发现敲打一下机壳正常,再敲打又不正常时,最好先将所有接头重插牢再试,若不成功,只好另想其它办法。
2、观察法
利用视觉、嗅觉、触觉。某些时候,损坏了的元件会变色、起泡或出现烧焦的斑点;烧坏的器件会产生一些特殊的气味;短路的芯片会发烫;用肉眼也能观察到虚焊或脱焊处。
3、排除法
所谓的排除法是通过拔插机内一些插件板、器件来判断故障原因的方法。当拔除某一插件板或器件后仪表恢复正常,就说明故障发生在那里。
4、替换法
要求有两台同型号的仪器或有足够的备件。将一个好的备品与故障机上的同一元器件进行替换,看故障是否消除。
5、对比法
要求有两台同型号的仪表,并有一台是正常运行的。使用这种方法还要具备必要的设备,例如,万用表、示波器等。按比较的性质分有,电压比较、波形比较、静态阻抗比较、输出结果比较、电流比较等。
具体方法是:让有故障的仪表和正常仪表在相同情况下运行,而后检测一些点的信号再比较所测的两组信号,若有不同,则可以断定故障出在这里。这种方法要求维修人员具有相当的知识和技能。
6、升降温法
有时,仪表工作较长时间,或在夏季工作环境温度较高时就会出现故障,关机检查正常,停一段时间再开机又正常,过一会儿又出现故障。这种现象是由于个别IC或元器件性能差,高温特性参数达不到指标要求所致。为了找出故障原因,可采用升降温法。
所谓降温,就是在故障出现时,用棉纤将无水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降温,观察故障是否消除。所谓升温就是人为地将环境温度升高,比如用电烙铁放近有疑点的部位(注意切不可将温度升得太高以致损坏正常器件)试看故障是否出现。
7、骑肩法
骑肩法也称并联法。把一块好的IC芯片安在要检查的芯片之上,或者把好的元器件(电阻电容、二极管、三极管等)与要检查的元器件并联,保持良好接触,如果故障出自于器件内部开路或接触不良等原因,则采用这种方法可以排除。
8、电容旁路法
当某一电路产生比较奇怪的现象,例如显示器混乱时,可以用电容旁路法确定大概出故障的电路部分。将电容跨接在IC的电源和地端;对晶体管电路跨接在基极输入端或集电极输出端,观察对故障现象的影响。如果电容旁路输入端无效而旁路它的输出端时故障现象消失,则确定故障就出现在这一级电路中。
9、状态调整法
一般来说,在故障未确定前,不要随便触动电路中的元器件,特别是可调整式器件更是如此,例电位器等。但是如果事先采取复参考措施(例如,在未触动前先做好位置记号或测出电压值或电阻值等),必要时还是允许触动的。也许改变之后有时故障会消除。
10、隔离法
故障隔离法不需要相同型号的设备或备件作比较,而且安全可靠。根据故障检测流程图,分割包围逐步缩小故障搜索范围,再配合信号对比、部件交换等方法,一般会很快查到故障之所在。
16仪器仪表未来发展
我国仪器仪表产业未来十年,应牢牢抓住发展的战略机遇期,面向传统产业改造提升和战略性新兴产业发展的需求,针对制造过程中的感知、分析、决策、控制和执行等环节,融合集成先进制造、信息和智能等技术,实现制造业的自动化、智能化、精益化和绿色化,朝向以下几个重点发展方向不断向前发展:
重点发展:
1、高档数控机床与基础制造装备:
加快实施《高档数控机床与基础制造装备》科技重大专项,加强专项研究成果的示范应用和产业化进程。重点发展高速、精密、复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备;重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备、大型清洁热处理与表面处理设备、非金属成型设备、新材料制备装备、高档数控系统、数控机床功能部件、数字化工具系统及量仪。
2、智能控制系统:
重点发展综合性分散型控制系统DCS,具有与现场总线设备实现动态数据交换功能的现场总线控制系统FCS,逻辑控制、运动控制、模拟控制等功能有机集成的可编程控制系统PLC,先进高效发动机及其智能控制系统,新能源、新材料、节能环保等新兴产业所需要的专用控制系统。
3、自动化成套生产线:
重点发展百万吨级及以上大型乙烯、大型PTA自动化生产线的系统集成,大型煤化工自动化关键装备;大型液化天然气生产储能自动化关键装备、大型天然气长距离输送系统;高效棉纺、短流程染整自动化生产线;大型煤炭井下自动化综合采掘成套设备及大型露天矿自动化成套设备。
4、精密和智能仪器仪表与试验设备:
重点发展高精度、高稳定性、智能化压力、流量、物位、成份仪表与高可靠执行器,智能电网先进量测仪器仪表AMI,材料分析精密测试仪器与力学性能测试设备,新型无损检测及环境、多用热值测定仪、安全检测仪器,国防特种测试仪器等各类试验设备。
5、关键基础零部件、元器件及通用部件:
重点发展高可靠性力敏、磁敏等传感器,新型复合、光纤、MEMS、生物传感器,仪表专用芯片,色谱、光谱、多用热值测定仪、质谱检测器件;高参数、高精密和高可靠性轴承、液压/气动/密封元件、齿轮传动装置及大型、精密、复杂、长寿命模具;电力电子器件及变频调速装置。
6、智能专用装备:
重点发展机器人产业;矿山用智能自卸电铲、智能化全断面掘进机、快速集成柔性施工装备为代表的智能化大型施工机械;数字化、智能化、高速多功能印刷机械;大型先进高效智能化农业机械。
17仪器仪表仪表行
我国从1953年起实行了第一个五年计划,重点发展对象之一为仪器仪表,从十一五到十二五,我国的仪器仪表不断的发展,不断地呈现出新的趋势,取得了很多良好的成果。相关专家指出,在十二五期间仪器仪表行业进入蜕变期。
五年计划是我国国民经济计划的一部分,主要是对全国重大建设项目、生产力分布和国民经济重要比例关系等作出规划,为国民经济发展远景规定目标和方向。我国从1953起进行了第一个五年计划,至今已经进入了十二五规划期间。
尽管我国仪器仪表由于起步较晚,但经过九五期间的迅速发展,已经形成为了较为全面的产、研、销体系。十五期间,我国重点发展了八大类仪器仪表以调整产品结构,包括工业自动化仪表、电工仪器仪表、科学测试仪器、环保仪器仪表、仪器仪表元器件、医疗仪器、信息技术电测仪器、尖端测量仪器。这使得我国仪器仪表有了长足的发展。
随着十五期间我国成功加入WTO,我国仪器仪表行业进出口额都有了大幅度增长,尤其是出口数量有了显着增加,在2003年年我国成为了亚洲第二大仪器仪表生产国家,仅次于日本。在进入十五晚期,我国仪器仪表更加注重高科技产业的发展,医疗设备及仪器仪表制造业增幅明显。
进入十一五时期,我国仪器仪表进入了快速发展阶段,产业规模不断扩大,产品品种更加齐全,实现了年均20%的超高速增幅,而且利润率也呈现快速增长。尽管期间2008年的全球金融危机对我国仪器仪表行业发展造成了一定影响,进出口逆差突破了百亿美元。但是2009年我国仪器仪表产业复合增长率就达到了8.88%,2010年更是实现了8085亿元工业总产值。
十一五时期仪器仪表的告诉发展主要是由于我国国民经济的迅猛发展,随着两化融合的加深,为仪器仪表带来了极大的市场需求和发展空间。此外,我国仪器仪表行业自身技术水平显着提升,市场份额不断提升,本土企业实力开始显现,也推动仪器仪表行业的高速发展。
进入十二五新时期,我国仪器仪表产业面临着众多机遇,如风电、核电、太阳能等新能源的发展,物联网、智能电网以及高铁和轨道交通业的建设,以及节能降低、低碳减排等新理念趋势,都让仪器仪表有了更广阔的应用和市场需求。随着微电子、计算机、网络和通讯技术的发展,仪器仪表智能化发展已经成为主流趋势,因此我国在十二五期间,将重点发展智能仪器仪表,向高端领域进军,推动行业的整体水平提升。
综上所述,我国的仪器仪表行业在十二五期间处于蜕变时期,成熟的时期即将到来。十二五期间的仪器仪表行业面临着很多的机遇,抓住重点,努力发展,使仪器仪表行业早日脱离蜕变进入更为成熟更为广阔的市场。
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18仪器仪表参考资料

1.  2013年仪器仪表制造业经济运行概况分析【图】 .产业信息网[引用日期2014-06-26]
2.  仪器仪表的防护等级 .电气自动化技术网[引用日期2013-04-02]
3.  浅析国内仪器仪表行业的发展趋势及情况 .半导体器件应用网[引用日期2015-02-03]
 

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