| 词条 | 仪器仪表 |
| 释义 | § 定义 仪器仪表是根据各种科学（如物理，化学）原理对被研究对象（被测量或被控量）进行检测、显示、观察、控制的器具或装置的总称。通常，仪器是指用于观察、量值传递、检验、测试、分析、演示、计算以及发信号、具有其他特定功能的器具或装置，如显微镜和望远镜、计量仪器、物质分析器、材料试验仪器（机）、测绘机器、制图仪器等。仪表是指用于检测各种被测量（如热工量、电工量、机械量、成分量等）并自身带有指示或数字显示机械的器具或装置，如温度表、压力表、流量计（水表、煤气表、油表等）、液位计、转速表、电流表、电压表、频率表、噪音计、酸碱度计等。 § 简介 仪器仪表（英文：instrumentation） 仪器仪表 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。 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。 § 分类 仪器仪表是多种科学技术的综合产物，品种繁多，使用广泛，而且不断更新，有多种分类方法。按使用目的和用途来分，主要有量具量仪、汽车仪表、拖拉机仪表、船用仪表、航空仪表、导航仪器、驾驶仪器、无线电测试仪器、载波微波测试仪器、地质勘探测试仪器、建材测试仪器、地震测试仪器、大地测绘仪器、水文仪器、计时仪器、农业测试仪器、商业测试仪器、教学仪器、医疗仪器、环保仪器等。 属于机械工业产品的仪器仪表有工业自动化仪表、电工仪器仪表、光学仪器，分析仪器、实验室仪器与装置、材料试验机、气象晦洋仪器、电影机械、照相机械、复印缩微机械、仪器仪表元器件、仪器仪表材料、仪器仪表工艺装备等十三类。它们通用性较强，批量较大，或为仪器仪表工业所必需的基础。 各类仪器仪表按不同特征，例如功能、检测控制对象、结构、原理等还可再分为若干的小类或子类。如工业自动化仪表按功能可分为检测仪表、回路显示仪表、调节仪表和执行器等；其中检测仪表按被测物理量又分为温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表和机械量测量仪表等；温度测量仪表按测量方式又分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表；接触式测温仪表又可分为热电式、膨胀式、电阻式等。 其他各类仪器仪表的分类法大体类似，主要与发展过程、使用习惯和有关产品的分类有关。仪器仪表在分类方面尚无统一的标准，仪器仪表的命名也存在类似情况。 仪器仪表 在现实实际工作中，我们经常将仪器仪表分为两个大类：自动化仪表和便携式仪器仪表，自动化仪表指需要固定安装在现场的仪表，也称现场安装仪器仪表或者表盘安装仪器仪表，这类仪表需要和其他设备配套使用，以完成某一项或几项功能；便携式仪器仪表是指单独使用，有时也叫检测仪器仪表，一般分台式和手持两种。 仪器仪表还有一种分类，叫一次仪表和二次仪表，一次仪表指传感器这类直接感触被测信号的部分，二次仪表指放大、显示、传递信号部分。[1] § 发展历史 仪器仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子·有度》记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。 17～18世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。 19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。 § 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、仪器仪表 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。 § 信息化方案 “专业缔造未来”是海泰仪器的服务理念，领导层充分认识提升营销服务能力的必要性。经过对多种提升方案的充分调研比较，思创ECRM以其灵活的多区域、多职能部门的矩阵式管理[1]支持以及强大的顾问咨询实力赢得了海泰仪器的认可。本次海泰仪器将通过应用思创ECRM解决方案整合企业资源，优化业务流程，提升综合竞争力和盈利能力。 系统以市场部的信息化为目标建立的。一期工程主要针对市场部内外联系、合同管理、合同网上评审等亟待解决的问题，开发了销售员web查询平台、合同数据管理、合同网上评审、产品信息查询、发货管理、产品发票、客户信息等。 该系统使用以后，主要实现以下功能：销售员可以方便安全的登录公司内部服务器查询自己合同的进展情况；可以实时的收到公司的各种通知；合同管理系统代替手工台帐；商务、生产、设计之间的合同评审可以完全在网上完成，提高效率；发货电子化；财务发票的自动产生与打印。在一期稳定运行后，软件组将根据市场部的需求，继续建立二期、三期工程，完成销售员费用、市场分析调查、市场动态统计、客户管理、订单电子化、售后服务等功能，为企业管理和决策作出支持！ 客户售前阶段基本没有划分，各个分院、所和实体子公司的领导非常关注销售信息（包括：应收款、回款），但这些信息的只能是不定期从财务部门获得，缺乏从业务层面上对销售过程进行有效的、实时的、全面的监控6、没有对整个的销售过程进行梳理；导致多数销售处于盲目状态，使当前销售机会的跟踪没有形成一套可行的机制。 CRM管理软件业务人员处于相对被动销售状态。 针对X科学研究总院的业务现状，充实目标客户的资源、销售的过程化控制、减轻销售人员的负担，提高工作效率等问题变的十分重要；通过建设思创ECRM系统，实现全国客户资源的集中管理，有效地实现销售平台统一；通过系统的机会管理，实现销售的过程管理，从而有效地跟踪当前的销售机会及对重点项目进行有效的管理与监控。 应用效果实现如下： 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、 梳理现在的业务状态，实现销售的过程化管理。 § 技术 从现代仪器仪表科学技术的发展趋势和特点，可以列出仪器仪表发展的关键技术如下。 仪器仪表 传感技术 传感技术不仅是仪器仪表实现检测的基础，它也是仪器仪表实现控制的基础。这不仅因为控制必须以检测输入的信息为基础，并且是由于控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的控制。 广义而言传感技术必须感知三方面的信息，它们是客观世界的状态和信息，被测控系统的状态和信息以及操作人员需了解的状态信息和操控指示。在这里应注意到客观世界无穷无尽，测控系统对客观世界的感知主要集中于与目标相关的客观环境（简称既定目标环境），既定目标环境之外的环境信息可通过其它方法采集。被测控系统可以是简单的物或单一的样本，可以是复杂的无人直接操纵的自动系统，可以是有人（群）在内操作的大型自动化系统或社会活动系统，也可以是人体。以人体健康、生理、心理状态为目标的传感技术是医疗诊治仪器的基础和核心。操作人员可以是单人，但在系统化、网络化的情况下常为不同岗位下的操作人员群体。 窄义而言，传感技术主要是客观世界有用信息的检测，它包括有用被测量敏感技术，涉及各学科工作原理、遥感遥测、新材料等技术；信息融合技术，涉及传感器分布，微弱信号提取（增强），传感信息融合，成像等技术；传感器制造技术，涉及微加工，生物芯片，新工艺等技术。 系统集成技术 系统集成技术直接影响仪器仪表和测量控制科学技术的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术，包括系统的需求分析和建模技术，物理层配置技术，系统各部份信息通信转换技术，应用层控制策略实施技术等。在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还包括各级操作人员需求分析技术。 智能控制技术 智能控制技术是人类以接近最佳方式，通过测控系统以接近最佳方式监控智能化工具、装备、系统达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统的效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。从目前发展趋势看，在企业信息化ERP/MES/PCS三级结构的计算机测控系统中，软件的价格已超过硬件的3倍。而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。智能控制技术包括仿人的特征提取技术，目标自动辨识技术，知识的自学习技术，环境的自适应技术，最佳决策技术等。 人机界面技术 人机界面技术主要为方便仪器仪表操作人员或配有仪器仪表的主设备、主系统的操作员操作仪器仪表或主设备、主系统服务。它使仪器仪表成为人类认识世界、改造世界的直接操作工具。仪器仪表、甚至配有仪器仪表的主设备、主系统的可操作性、可维护性主要由人机界面技术完成。仪器仪表具有一个美观、精致、操作简单、维护方便的人机界面，常成为人们选用仪器仪表及配有仪器仪表的主设备、主系统的一个重要条件。 人机友好界面技术包括显示技术、硬拷贝技术、人机对话技术、故障人工干预技术等。考虑到操作人员从单机单人向系统化、网络化情况下的许多不同岗位的操作人员群体发展、人机友好界面技术正向人机大系统技术发展。此外，随着仪器仪表的系统化、网络化发展，识别特定操作人员、防止非操作人员的介入技术也日益受到重视。 可靠性技术 随着仪器仪表和测控系统应用领域的日益扩大，可靠性技术特别是在一些军事、航空航天、电力、核工业设施，大型工程和工业生产中起到提高战斗力和维护正常工作的重要作用。这些部门一旦出现故障，将导致灾难性的后果。因此装置的可靠性、安全性、可维性、特别是包括受测控系统在内的整个系统的可靠性、安全性、可维性显得特别重要。像2003年8月15日美国、加拿大大面积停电的事故，是决不应由部分设备故障而扩展造成！ 仪器仪表和测控系统的可靠性技术除了测控装置和测控系统自身的可靠性技术外，同时还要包括受测控装置和系统出现故障时的故障处理技术。测控装置和系统可靠性包括故障的自诊断、自隔离技术，故障自修复技术，容错技术，可靠性设计技术，可靠性制造技术等。 [2] § 发展趋势 科学技术的进步不断对仪器仪表提出更高更新的要求。仪器仪表的发展趋势是不断利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件，例如利用超声波、微波、射线、红外线、核磁共振、超仪器仪表 导、激光等原理和采用各种新型半导体敏感元件、集成电路、集成光路、光导纤维等元器件。其目的是实现仪器仪表的小型化，减轻重量、降低生产成本和更便于使用与维修等。另一重要的趋势是通过微型计算机的使用来提高仪器仪表的性能，担高仪器仪表本身自动化、智能化程度和数据处理能力。仪器仪表不仅供单项使用，而且可能过标准接口和数据通道与电子计算机结合起来，组成各种测试控制管理综合系统，满足更高的要求。 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、特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，推进仪器仪表系统的数字化、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，5年内数字仪表比例达到60%以上；推进具有自主版权自动化软件的商品化。 电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年，中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%；到2010年，高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。 科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主，到2005年在总产值中占50%～60%。 环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品，2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平，国内市场占有率达到50%～60%，到2010年国内市场占有率达到70%以上。 仪器仪表仪器仪表元器件“十五”及2010年前，尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品，品种占有率达到70%～80%，高档产品市场占有率达60%以上；通过科技攻关、新品开发，使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平，部分产品接近国外同类产品先进水平。 信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术，总线式自动测试技术，综合自动化测试系统，新型元器件测量技术及测试仪器，在线测试技术，信息产业产品测试技术，多媒体测量技术以及相应测试仪器，用电监控管理技术等。 § 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。我国仪表产业在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。 § 保温与防冻 采取的措施通常有：选型，保温伴热，维护（点巡检、排污）等。 仪器仪表 选型措施 选带保温装置型仪表。根据仪表的类别用途及拟安装地理位置，提出该仪表的保温防冻需求，再提交与厂家来处理。 北方有的地方昼夜温差太大，夜间可以到达－20多度，若从选型上解决则性价比相当大不合算．而选择保温伴热，维护（点巡检、排污）等方法则是防冻最佳的解决办法。 保温措施 用保温材料保温，即用保温材料将仪表易冻或怕冻的部位包起来。冬季来临时要检查、经常排污，防止包装的保温材料破损。 伴热措施 1、蒸汽伴热措施 即使用管蒸汽暖气保温。冬季保温送汽之前要检查一下蒸汽保温管路是否畅通或堵塞。最好蒸汽是24小时通的，不要太热，有时还要根据天气温度变化来调整供保温汽量，以防止温度太高使变送器引压管内冷凝液汽化影响变送器工作或因温度太低使变送器引压管内冷凝液冷冻影响变送器工作畅通。 2、保温保护箱措施 a、电热管伴热保温箱，由箱体、加热器、仪表托架等三大部分组成，其结构形式与保护箱相同，所不同的是箱内装有电器加热装置，起结构形式如图，电热装置是由电热管，温度控制器组成，箱体侧面装有插座，当接通电源后，箱内加热到所需温度时，再由温度控制器接通电源继续升温。通过反复工作使箱内温度能保持在一定范围内。 其恒温加热器主要参数： ⑴、额定电压 200V.50Hz ⑵、额定功率 300～500W ⑶、控制温度可由用户自定 ⑷、恒温加热器也可做成防爆型 ⑸、电热管材料有三种：即铜管、碳钢管、不锈钢管。 b、蒸气管伴热保温箱，伴热管是用金属管制成S型结构.箱体上下采用焊接式穿板接头与伴热管焊接而成，伴热管安装在箱内为上进下出，通过蒸气在管腔内的循环而达到加热目的。伴热管材料一般分为两种，即紫铜管，无缝钢管（碳钢）。 c、为关键仪表箱再加一层保温棉，在保温箱门口和进出管线口加胶密封，可达到仪表系统更佳保温防冻效果。 电加热带措施 电伴热保温技术是一种新型的由电能直接转化为热能的供暖技术。加装保温电缆，将伴热带，缠绕在仪表上，或粘在仪表柜内部（但要注意所用伴热带的长度，要经济适度）。 适用于管道、阀门、泵体的伴热、防冻和保温或者维持仪表管线工艺温度的单相恒功率电热带，单位长度发热量恒定，输出功率不受环境温度变化而改变，使用长度和功率成正比，在安装时可以任意剪接，但必须保留有一个发热节（即至少2.5m），外层编织层具有传热、散热作用，同时能作为防静电的安全接地。主要用于各种管道、仪表的防冻、保温，最高维持温度150℃。注意：对温度要求严格控制的液体管线的伴热和保温（须配用温度控制器）。 市场上还有一种产品，是软包装的电伴热保护套，专门用于空间比较狭小的仪表伴热，防爆，主要安装在仪表的引压管段和阀门处。 维护措施 1、安装措施 合理选择安装地点：干燥、无雨雪滴漏的地方。 2、点检措施 有条件时由专人每日对保温材料的是否破损、蒸汽管路的是否堵塞进行技术确认与技术处置。 3、报警措施 有条件的可加装蒸汽泄露或断电状态的声光报警小装置，以方便保温防冻措施隐患的发现与及时整治。 4、巡检措施 由区域仪表维护责任人按预定巡检路线定时巡检。巡检中要检查保温管线阀门是否正常、保温箱是否正常、疏水装置是否正常、保温材料包装是否完好、电伴热供电元器件是否正常等。对易冻装置仪表进行重点检查并做好巡检记录，进行仪表及其保温防冻措施进行干燥、完整、洁净的维护保养，及时解决现场发生的保温伴热问题。[3] § 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。 仪器仪表 （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..高水平科学研究和高新技术产业的发展迅速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是不能离开科学仪器的，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）、现代农业的发展等，同样是建立在尖端精密仪器科技的发展基础上。 4..仪器仪表已成为现代国防建设技术装备的重要组成部分，我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。 5..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。 § 工业仪表故障分析方法 调查法 通过对工业仪表仪器故障现象和它产生发展过程的调查了解，分析判断故障原因的方法。一般有以下几个方面： （1） 故障发生前的使用情况和有无什么先兆； （2） 故障发生时有无打火、冒烟、异常气味等现象； （3） 供电电压变化情况； （4） 过热、雷电、潮湿、碰撞等外界情况； （5） 有无受到外界强电场、磁场的干扰； （6） 是否有使用不当或误操作情况； （7） 在正常作用中出现的故障，还是在修理更换元器件后出现的故障； （8） 以前发生过哪些故障及修理情况等。 采用调查法检修故障，调查了解要深入仔细，特别对现场使用人员的反映要核实，不要急于拆开检修。维修经验表明，使用人员的反映有许多是不正确或不完整的，通过核实可以发现许多不需维修的问题。 直观检查法 不用任何测试仪器，通过人的感官（眼、耳、鼻、手）去观察发现故障的方法。 直观检查法分外观检查和开机检查两种。外观检查内容主要包括： （1） 仪器仪表外壳及表盘玻璃是否完好，指针有否变形或与刻度盘相碰，装配紧固件是否牢固，各开关旋钮的位置是否正确，活动部分是否转动灵活，调整部位有无明显变动； （2） 连线有无断开，各接插件是否正常连接，电路板插座上的簧片是否弹力不足、接触不良，对于采用单元组合装配的仪表，特别要注意各单元板连接螺丝是否拧紧； （3） 各继电器、接触器的接点，是否有错位、卡住、氧化、烧焦粘死等现象； （4） 电源保险丝是否熔断，电子管是否裂碎、漏气（漏气后管子内壁附着一层白色粉末）、损坏，晶体管外壳涂漆是否变色、断极，电阻有否烧焦，线圈是否断丝，电容器外壳是否膨胀、漏液、爆裂； （5） 印刷板敷铜条是否断裂、搭锡、短路，各元件焊点是否良好，有无虚焊、漏焊、脱焊现象； （6） 各零部件排列和布线是否歪斜、错位、脱落、相碰。 |
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