儀器儀表

儀器儀表（instrumentation）是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能，例如用于工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的氣動調(diào)節(jié)儀表，和電動調(diào)節(jié)儀表，以及集散型儀表控制系統(tǒng)也皆屬于儀器儀表。

儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等儀器儀表，可以改善和擴展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強計、射線計數(shù)計等可感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的物理量；還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數(shù)，如高速照相機、計算機等。

發(fā)展歷史

儀器儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子•有度》記載，中國在戰(zhàn)國時期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀器。

17～18世紀，歐洲的一些物理學家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計；利用光學透鏡制成的望遠鏡，奠定了電學和光學儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。19世紀到20世紀，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進了新學科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計算機和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實現(xiàn)自動化必不可少的技術(shù)工具。

分類

儀器儀表是多種科學技術(shù)的綜合產(chǎn)物，品種繁多，使用廣泛，而且不斷更新，有多種分類方法。按使用目的和用途來分，主要有量具量儀、汽車儀表、拖拉機儀表、船用儀表、航空儀表、導航儀器、駕駛儀器、無線電測試儀器、載波微波測試儀器、地質(zhì)勘探測試儀器、建材測試儀器、地震測試儀器、大地測繪儀器、水文儀器、計時儀器、農(nóng)業(yè)測試儀器、商業(yè)測試儀器、教學儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。

屬于機械工業(yè)產(chǎn)品的儀器儀表有工業(yè)自動化儀表、電工儀器儀表、光學儀器，分析儀器、實驗室儀器與裝置、材料試驗機、氣象晦洋儀器、電影機械、照相機械、復印縮微機械、儀器儀表元器件、儀器儀表材料、儀器儀表工藝裝備等十三類。它們通用性較強，批量較大，或為儀器儀表工業(yè)所必需的基礎(chǔ)。

自動化儀表

各類儀器儀表按不同特征，例如功能、檢測控制對象、結(jié)構(gòu)、原理等還可再分為若干的小類或子類。如工業(yè)自動化儀表按功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行器等；其中檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表和機械量測量儀表等；溫度測量儀表按測量方式又分為接觸式測溫儀表和非接觸式測溫儀表；接觸式測溫儀表又可分為熱電式、膨脹式、電阻式等。

其他各類儀器儀表的分類法大體類似，主要與發(fā)展過程、使用習慣和有關(guān)產(chǎn)品的分類有關(guān)。儀器儀表在分類方面尚無統(tǒng)一的標準，儀器儀表的命名也存在類似情況。

在現(xiàn)實實際工作中，我們經(jīng)常將儀器儀表分為兩個大類：自動化儀表和便攜式儀器儀表，自動化儀表指需要固定安裝在現(xiàn)場的儀表，也稱現(xiàn)場安裝儀器儀表或者表盤安裝儀器儀表，這類儀表需要和其他設(shè)備配套使用，以完成某一項或幾項功能；便攜式儀器儀表是指單獨使用，有時也叫檢測儀器儀表，一般分臺式和手持兩種。儀器儀表還有一種分類，叫儀表和二次儀表，儀表指傳感器這類直接感觸被測信號的部分，二次儀表指放大、顯示、傳遞信號部分。

性能

衡量儀器儀表性能的主要技術(shù)指標有度、靈敏度、響應(yīng)時間等。度表示儀表測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的度常用度等級來表示，例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過±1.0%范圍。度等級數(shù)小，說明儀表的系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，也就是這種儀表精密。靈敏度表示當被測的量有一個很小的增量時與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的小被測量。響應(yīng)時間是指儀表輸入一個階躍量時，其輸出由初始值次到達終穩(wěn)定值的時間間隔，一般規(guī)定以到達穩(wěn)定值的95%時的時間為準。此外，還有重復性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術(shù)指標。

發(fā)展趨勢

科學技術(shù)的進步不斷對儀器儀表提出更高更新的要求。儀器儀表的發(fā)展趨勢是不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件，例如利用超聲波、微波、射線、紅外線、核磁共振、超導、激光等原理和采用各種新型半導體敏感元件、集成電路、集成光路、光導纖維等元器件。其目的是實現(xiàn)儀器儀表的小型化，減輕重量、降低生產(chǎn)成本和更便于使用與維修等。另一重要的趨勢是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能，擔高儀器儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用，而且可能過標準接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結(jié)合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。

其他種類

1、溫度儀表

玻璃溫度計 雙金屬溫度計 壓力式溫度計 熱電偶 熱電阻 非接觸式溫度計 溫度控制(調(diào)節(jié))器 溫度變送器 溫度校驗儀表 溫度傳感器 溫度測試儀

2、壓力儀表

壓力計 壓力表 壓力變送器 差壓變送器 壓力校驗儀表 減壓器 胎壓計 氣壓自動調(diào)節(jié)控制儀器 液壓自動調(diào)節(jié)控制儀器 壓力傳感器

3、流量儀表

流量計流量傳感器 流量變送器 水表 煤氣表 液位變送器 液位繼電器 液位計油表 水位計 液位控制器 計量儀

4、電工儀器儀表

電流表 電壓表 電流功率頻率表 電流分配 測電筆 斷路器 開關(guān) 接觸器 繼電器 接線端子 調(diào)壓器

電壓監(jiān)測儀 智能電力監(jiān)測儀 穩(wěn)壓器 兆歐表 鉗形表萬用表電量變送器 電流變送器 鎮(zhèn)流器 整流器

5、電子測量儀器

LCR測量儀 物位儀 粘度計 示波器 信號發(fā)生器

6、分析儀器

色譜儀 色譜配件 光度計 水分測定儀 天平 熱學式分析儀器 射線式分析儀器 波譜儀 物理特性分析儀器 攝影儀器 頻譜分析儀

7、光學儀器

光度計 折射儀 濾光片,濾色片 棱鏡,透鏡 分光儀 色差計 光電子,激光儀器 顯微鏡 望遠鏡 放大鏡 經(jīng)緯儀 水準儀光譜儀

8、工業(yè)自動化儀表

控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)儀器 多功能儀器 加熱設(shè)備 繞線機 裝置 智能儀表 安全柵 變頻器 模塊 無紙記錄儀 探頭 放大器 加速度傳感器測速傳感器 位移傳感器轉(zhuǎn)速傳感器電流傳感器 張力傳感器

9、實驗儀器

天平儀器恒溫實驗設(shè)備 真空測量儀器 熱量計 培養(yǎng)箱 恒溫箱 腐蝕試驗箱 硬度計 干燥箱 烘箱 振蕩器 攪拌器 離心機 水(油)浴鍋 恒溫水