關(guān)于儀器儀表基礎(chǔ)知識(shí)的介紹說(shuō)明 關(guān)于儀器儀表基礎(chǔ)知識(shí)的介紹說(shuō)明，檢測(cè)與過(guò)程控制儀表（通常稱自動(dòng)化儀表）分類方法很多，根據(jù)不同原則可以進(jìn)行相應(yīng)的分類。例如按儀表所使用的能源分類，可以分為氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表（很少見）；按儀表組合形式，可以分為基地式儀表、單元組合儀表和綜合控制裝置；按儀表安裝形式，可以分為現(xiàn)場(chǎng)儀表、盤裝儀表和架裝儀表；隨著微處理機(jī)的蓬勃好燕尾服，根據(jù)儀表有否引入微處理機(jī)（器）又可分為智能儀表與非智能儀表。根據(jù)儀表信號(hào)的形式可分為模似儀表和數(shù)字儀表。
顯示儀表根據(jù)記錄和指示、模擬與數(shù)字等功能，又可分為記錄儀表和指示儀表、模擬儀表和數(shù)顯儀表，其中記錄儀表又可分為單點(diǎn)記錄和多點(diǎn)記錄（指示亦可以有單點(diǎn)和多點(diǎn)），其中又有在紙記錄或無(wú)紙記錄，若是有紙記錄又分筆錄和打印記錄。
調(diào)節(jié)儀表可是以分為基地式調(diào)節(jié)儀表和單元組合式調(diào)節(jié)儀表。由于微處理機(jī)引入，又有可編程調(diào)節(jié)器與固定程序調(diào)節(jié)器之分。
執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按能源劃分有氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器，按結(jié)構(gòu)形式可以分為薄膜式、活塞式（氣缸式）和長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)特噗和流量特性不同進(jìn)行分類，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分通常有直通單座、直通雙座、三通、角形、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒（籠式）、閥體分離等，按流量特性分為直線、對(duì)數(shù)（等面分比）、拋物線、快開等。
這類分類方法相對(duì)比較合理，儀表覆蓋面也比較廣，但任何一種分類方法均不能將所有儀表分門別類地劃分得井井有序，它們中間互有滲透，彼此溝通。例如變送器具有多種功能，溫度變送器可以劃歸溫度檢測(cè)儀表，差壓變送器可以劃歸流量檢測(cè)儀表，壓力變送器可以劃歸壓檢測(cè)儀表，若用兀壓法測(cè)液位可以劃歸物位檢測(cè)儀表，很難確切劃歸哪一類，中外單元組合儀表中的計(jì)算和輔助單元也很難歸并。
壓力的解釋：
1、大氣壓：地球表面上的空氣柱因重力而產(chǎn)生的壓力。它和所處的海拔高度、緯度及氣象狀況有關(guān)。
2、差壓（壓差）：兩個(gè)壓力之間的相對(duì)差值。
3、壓力：介質(zhì)（液體、氣體或蒸汽）所處空間的所有壓力。壓力是相對(duì)零壓力而言的壓力。
4、表壓力（相對(duì)壓力）：如果壓力和大氣壓的差值是一個(gè)正值，那么這個(gè)正值就是表壓力，即表壓力=壓力-大氣壓＞0。
5、負(fù)壓（真空表壓力）：和“表壓力“相對(duì)應(yīng)，如果壓力和大氣壓的差值是一個(gè)負(fù)值，那么這個(gè)負(fù)值就是負(fù)壓力，即負(fù)壓力=壓力-大氣壓＜0。
6、靜態(tài)壓力：一般理解為“不隨時(shí)間變化的壓力，或者是隨時(shí)間變化較緩慢的壓力，即在流體中不受流速影響而測(cè)得的表壓力值”。
7、動(dòng)態(tài)壓力：和“靜態(tài)壓力”相對(duì)應(yīng)，“隨時(shí)間快速變化的壓力，即動(dòng)壓是指單位體積的流體所具有的動(dòng)能大小。”通常用1/2ρν2計(jì)算。式中ρ—流體密度；v—流體運(yùn)動(dòng)速度。”
協(xié)議和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有哪些異同？
和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)等進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。同時(shí)，兩種技術(shù)都支持在一條總線上連接多臺(tái)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)方式。hart和現(xiàn)場(chǎng)總線都采用設(shè)備描述，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互操作和綜合運(yùn)用。所以，它們之間有一定的相似之處。
智能壓力/差壓變送器較模擬變送器有什么優(yōu)越性？
智能化儀表的優(yōu)越性主要有：
對(duì)儀表制造過(guò)程——簡(jiǎn)化調(diào)校過(guò)程、補(bǔ)償傳感器缺陷（如線性化、環(huán)境因素補(bǔ)償?shù)龋⑻岣邇x表性能、降低制造成本、可形成多參數(shù)復(fù)合儀表。
對(duì)儀表安裝調(diào)試過(guò)程——簡(jiǎn)化安裝調(diào)試過(guò)程（如對(duì)線、清零）、降低安裝調(diào)試成本。
對(duì)儀表運(yùn)行過(guò)程——提高測(cè)量質(zhì)量、有利于進(jìn)行軟測(cè)量、便于儀表的維護(hù)校驗(yàn)和資產(chǎn)管理（需要系統(tǒng)和設(shè)備管理軟件的支持）。
壓力/差壓變送器有哪些選型原則？
在壓力/差壓變送器的選用上主要依據(jù)：以被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)，以節(jié)約資金、便于安裝和維護(hù)為參考。如被測(cè)介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)合，必須選用隔離型變送器。
在選型時(shí)要考慮它的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316l不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
在選型時(shí)要考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度，如果溫度高一般為200℃～400℃，要選用高溫型，否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹，使測(cè)量不準(zhǔn)。
在選型時(shí)要考慮設(shè)備工作壓力等級(jí)，變送器的壓力等級(jí)必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合。從選用變送器測(cè)量范圍上來(lái)說(shuō)，一般變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會(huì)有保證，對(duì)于微差壓變送器來(lái)說(shuō)更是重要。實(shí)踐中有些應(yīng)用場(chǎng)合（液位測(cè)量）需要對(duì)變送器的測(cè)量范圍遷移，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝位置計(jì)算出測(cè)量范圍和遷移量，遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。
變送器的維護(hù)工作主要包括以下幾個(gè)方面：
巡回檢查：
儀表指示情況，儀表示值有無(wú)異常；
氣動(dòng)變送器氣源壓力是否正常；
電動(dòng)變送器電源電壓是否正常；
環(huán)境溫度、濕度、清潔狀況；儀表和工藝接口、導(dǎo)壓管和閥門之間有無(wú)泄漏、腐蝕。
定期維護(hù)：
定期檢查零點(diǎn)，定期進(jìn)行校驗(yàn)；
定期進(jìn)行排污、排凝、放空；
定期對(duì)易堵介質(zhì)的導(dǎo)壓管進(jìn)行吹掃，定期灌隔離液。
設(shè)備大檢查：
檢查儀表使用質(zhì)量，達(dá)到準(zhǔn)確、靈敏，指示誤差、靜壓誤差符合要求，零位正確；儀表零部件完整無(wú)缺，無(wú)嚴(yán)重銹垢、損壞，銘牌清晰無(wú)誤，緊固件不得松動(dòng)，接插件接觸良好，端子接線牢固；技術(shù)資料齊全、準(zhǔn)確、符合管理要求。
質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍是個(gè)什么概念
質(zhì)量流量控制器(mfc)中設(shè)置有一個(gè)氣體流量調(diào)節(jié)閥門，閥門能使通過(guò)控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測(cè)量的滿量程，在工作的過(guò)程當(dāng)中，控制器的入口和出口之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣壓降，即壓差。mfc的工作壓差范圍通常為0.1～0.3mpa，若壓差低于值(0.1 mpa)，有可能控制達(dá)不到滿量程值;若高于值(0.3mpa)，有可能關(guān)閉時(shí)流量不能小于2%f.s。用戶使用mfc時(shí)，無(wú)論用戶工作的反應(yīng)室是真空還是高壓，應(yīng)做到使mfc進(jìn)出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi)，并且要求氣壓要相對(duì)穩(wěn)定。
電磁流量計(jì)常見故障現(xiàn)象有：
（1）無(wú)流量信號(hào)；（2）輸出晃動(dòng)；（3）零點(diǎn)不穩(wěn)；（4）流量測(cè)量值與實(shí)際值不符；（5）輸山信號(hào)超滿度值5類。
經(jīng)常采用的檢查手段或方法及其檢查內(nèi)容有哪些？
（1）通用常規(guī)儀器檢查
（2）替代法利用轉(zhuǎn)換器和傳感器間以及轉(zhuǎn)換器內(nèi)務(wù)線路板部件間的互換性，以替代法判別故障所在位置。
（3）信號(hào)蹤跡法用模擬信號(hào)器替代傳感器，在液體未流動(dòng)條件下提供流量信號(hào)，以測(cè)試電磁流量轉(zhuǎn)換器。
檢查首先從顯示儀表工作是否正常開始，逆流量信號(hào)傳送的方向進(jìn)行。用模擬信號(hào)器測(cè)試轉(zhuǎn)換器，以判斷故障發(fā)生在轉(zhuǎn)換器及其后位儀表還足在轉(zhuǎn)換器的上位傳感器發(fā)生的。若足轉(zhuǎn)換器故障，如有條件可方便地借用轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器內(nèi)線路板作替代法調(diào)試；若是傳感器故障需要試調(diào)換時(shí)，因必須停止運(yùn)行，關(guān)閉管道系統(tǒng)，因涉及面廣，常不易辦到。特別是大口徑流量傳感器，試換工程量大，通常只有在作完其他各項(xiàng)檢查，最后才下決心，卸下管道檢查傳感器測(cè)量管內(nèi)部狀況或調(diào)換。
使用超聲波流量計(jì)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？
（1）根據(jù)介質(zhì)、流量及工作場(chǎng)地的不同，選擇合適的流量計(jì)型式；
（2）根據(jù)不同型式的超聲波流量計(jì)以合理的方式安裝換能器；
（3）定期維護(hù)，經(jīng)常檢查流量計(jì)工作狀態(tài)、顯示器的連接；
（4）定期校準(zhǔn)流量計(jì)。
我廠污水排放測(cè)量用的是電磁流量計(jì)，流量計(jì)安裝前經(jīng)過(guò)了檢定，可計(jì)量數(shù)據(jù)一直和其他流量計(jì)指示的量值不一致，原因何在？
極有可能是安裝位置不對(duì)。若流量計(jì)裝于系統(tǒng)的處，管道中的氣泡會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)量精度；或流量計(jì)裝在流體向下流動(dòng)的垂直管道上，有可能產(chǎn)生非滿管流。建議將流量計(jì)裝在系統(tǒng)位置較低的水平管道上或向上流動(dòng)的垂直管道上，在系統(tǒng)中安裝消氣器或排氣閥什么是質(zhì)量流量計(jì)？什么是質(zhì)量流量控制器？
質(zhì)量流量計(jì)，即massflow meter（縮寫為mfm）, 是一種精確測(cè)量氣體流量的儀表，其測(cè)量值不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)，不需要溫度壓力補(bǔ)償。
質(zhì)量流量控制器, 即mass flow controller（縮寫為mfc）, 不但具有質(zhì)量流量計(jì)的功能，更重要的是，它能自動(dòng)控制氣體流量，即用戶可根據(jù)需要進(jìn)行流量設(shè)定，mfc自動(dòng)地將流量恒定在設(shè)定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動(dòng)或環(huán)境溫度有變化，也不會(huì)使其偏離設(shè)定值。簡(jiǎn)單地說(shuō),質(zhì)量流量控制器就是一個(gè)穩(wěn)流裝置, 是一個(gè)可以手動(dòng)設(shè)定或與計(jì)算機(jī)聯(lián)接自動(dòng)控制的氣體穩(wěn)流裝置。
質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？
流量的測(cè)量和控制不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)。
對(duì)于多數(shù)流量測(cè)控系統(tǒng)而言，很難避免系統(tǒng)的壓力波動(dòng)及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對(duì)于普通的流量計(jì)，壓力及溫度的波動(dòng)將導(dǎo)致較大的誤差；對(duì)于質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器，則一般可以忽略不計(jì)。
測(cè)量控制的自動(dòng)化
質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器可以將流量測(cè)量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。這樣很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動(dòng)計(jì)量﹑數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄﹑計(jì)算機(jī)管理等。對(duì)質(zhì)量流量控制器而言，還可以實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)控制。通常, 模擬的mfc/mfm輸入輸出信號(hào)為0～+5v或4～20ma,數(shù)字式mfc/mfm還配有rs232或rs485數(shù)字串行通訊口, 能非常方便地與計(jì)算機(jī)連接, 進(jìn)行自動(dòng)控制。
精確地定量控制流量
質(zhì)量流量控制器可以精確地控制氣體的給定量，這對(duì)很多工藝過(guò)程的流量控制﹑對(duì)于不同氣體的比例控制等特別有用。
適用范圍寬
有很寬的工作壓力范圍，我們的產(chǎn)品可以從真空直到10mpa;可以適用于多種氣體介質(zhì)（包括一些腐蝕性氣體，如hcl）；有很寬的流量范圍，我們的產(chǎn)品最小流量范圍可達(dá)0～5 sccm，流量范圍可達(dá)0～200 slm。流量顯示的分辨率可達(dá)滿量程的0.1%, 流量控制范圍是滿量程的2～99% (量程比為-- 50:1), 因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
雷達(dá)物位測(cè)量裝置前景廣闊
我國(guó)這些年工業(yè)發(fā)展迅速，種類逐漸齊全，而物位測(cè)量?jī)x表作為工業(yè)生產(chǎn)*的重要儀表，需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。雖然目前國(guó)內(nèi)物位儀表生產(chǎn)廠家眾多，但大多是技術(shù)含量較低、精度比較低的產(chǎn)品，即便銷量可觀，經(jīng)濟(jì)效益也不可觀。怎樣的產(chǎn)品才能有效的占領(lǐng)國(guó)內(nèi)物位儀表市場(chǎng)呢，關(guān)鍵在于開發(fā)和生產(chǎn)先進(jìn)，精確的高檔產(chǎn)品。
根據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查顯示，在物位測(cè)量裝置的選購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中，人們關(guān)注的因素依次是：精度，可靠性，耐久性，操作簡(jiǎn)易度，價(jià)格，技術(shù)支持等。很明顯，精度是人們關(guān)心的首要參數(shù)。而很多市場(chǎng)預(yù)測(cè)也驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。
根據(jù)arc咨詢集團(tuán)的研究報(bào)告顯示，雷達(dá)物位測(cè)量裝置將是連續(xù)物位測(cè)量領(lǐng)域前景最被看好的測(cè)量裝置。當(dāng)有效的控制成本和提高效益對(duì)于使用者越來(lái)越重要的時(shí)候，高精度的測(cè)量裝置變得越來(lái)越受歡迎。隨著價(jià)格的下降和人們對(duì)其技術(shù)的認(rèn)可度不斷提高，雷達(dá)測(cè)量裝置在工業(yè)上的使用也變得越來(lái)越廣泛，而不是僅僅在油箱中使用。因此，雷達(dá)物位測(cè)量裝置以其技術(shù)上的不斷革新而占領(lǐng)著越來(lái)越大的。arc預(yù)計(jì)雷達(dá)式物位儀表市場(chǎng)到2007年將達(dá)到3.88億美元，年增長(zhǎng)率為10.3%。雷達(dá)式物位儀表取得這一可觀增長(zhǎng)率時(shí)，其他物位測(cè)量技術(shù)正奮力爭(zhēng)取一位數(shù)的年增長(zhǎng)率和許多傳統(tǒng)的水平測(cè)量工藝不同，雷達(dá)測(cè)量裝置具有非常高的精度，并能夠適應(yīng)各種非常惡劣的測(cè)量環(huán)境，測(cè)量時(shí)不依賴過(guò)程密度，壓力和溫度等環(huán)境因素，制造商們利用這些優(yōu)點(diǎn)給使用者提供越來(lái)越好的產(chǎn)品。隨著雷達(dá)式物位技術(shù)進(jìn)入其生命周期成熟期，其廣泛采用在很大程度上受其快速roi（投資回報(bào)）、低維護(hù)及高可靠性特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)。用戶相信，雷達(dá)式物位儀表能提供高性價(jià)比，且即使在數(shù)量不斷增加的情況下也能順利實(shí)施。而作為一種用于罐儲(chǔ)量測(cè)量的物位測(cè)量技術(shù)，標(biāo)志著雷達(dá)物位裝置已在更廣闊的過(guò)程物位測(cè)量領(lǐng)域中取得了重大進(jìn)展。
在arc的研究報(bào)告中，接觸式和非接觸式物位測(cè)量裝置總體被分為3類：產(chǎn)品，中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品。總的來(lái)說(shuō)，雷達(dá)測(cè)量裝置會(huì)有很好的市場(chǎng)前景，但仍然會(huì)受到傳統(tǒng)測(cè)量裝置的“挑戰(zhàn)”，供應(yīng)商們根據(jù)自己的和整個(gè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度來(lái)制定自己的市場(chǎng)策略。目前被過(guò)程控制行業(yè)看好的回路供電測(cè)量?jī)x表（looppowered devices），目前已經(jīng)非常普遍。此外，電池供電及無(wú)線雷達(dá)式物位儀表亦開始在市場(chǎng)上出現(xiàn)。各種相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和雷達(dá)式物位計(jì)的成本的有效控制，正有效的促進(jìn)著雷達(dá)式物位儀表市場(chǎng)的不斷增長(zhǎng)。用雷達(dá)式物位儀表來(lái)取代傳統(tǒng)物位測(cè)量技術(shù)，將為雷達(dá)供應(yīng)商帶來(lái)巨大的商機(jī)。
關(guān)于儀器儀表基礎(chǔ)知識(shí)的介紹說(shuō)明
目前國(guó)內(nèi)常用的氣體傳感器有哪些？
目前按照氣敏特性來(lái)分，主要分為：半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、固體電解質(zhì)型、接觸燃燒型、光化學(xué)型等氣體傳感器，又以前兩種普遍。
請(qǐng)介紹一下半導(dǎo)體型氣體傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。
自從1962年半導(dǎo)體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器問(wèn)世以來(lái)，半導(dǎo)體氣體傳感器已經(jīng)成為當(dāng)今應(yīng)用、的一類氣體傳感器。它具有成本低廉、制造簡(jiǎn)單、靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)、對(duì)濕度敏感低和電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是必須在高溫下工作、對(duì)氣體或氣味的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不理想、功率高等方面。
半導(dǎo)體傳感器為什么需要加熱？
半導(dǎo)體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進(jìn)行還原反應(yīng)以引起傳感器電導(dǎo)率的變化。為了消除氣體分子達(dá)到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)的加熱器可以加速氧化過(guò)程，這也是為什么有些低端傳感器總是不穩(wěn)定，其原因就是沒(méi)有加熱或加熱電壓過(guò)低導(dǎo)致溫度太低反應(yīng)不充分。
電化學(xué)氣體傳感器是怎樣工作的？
電化學(xué)氣體傳感器是通過(guò)檢測(cè)電流來(lái)檢測(cè)氣體的濃度，分為不需供電的原電池式以及需要供電的可控電位電解式，目前可以檢測(cè)許多有毒氣體和氧氣，后者還能檢測(cè)血液中的氧濃度。電化學(xué)傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是氣體的高靈敏度以及良好的選擇性。不足之處是有壽命的限制一般為兩年。
半導(dǎo)體傳感器和電化學(xué)傳感器的區(qū)別？
半導(dǎo)體傳感器因其簡(jiǎn)單低價(jià)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但是又因?yàn)樗倪x擇性差和穩(wěn)定性不理想目前還只是在民用級(jí)別使用。而電化學(xué)傳感器因其良好的選擇性和高靈敏度被廣泛應(yīng)用在幾乎所有工業(yè)場(chǎng)合。
固態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器是怎樣的？
顧名思義，固態(tài)電解質(zhì)就是以固體離子導(dǎo)電為電解質(zhì)的化學(xué)電池。它介于半導(dǎo)體和電化學(xué)之間。選擇性，靈敏度高于半導(dǎo)體而壽命又長(zhǎng)于電化學(xué)，所以也得到了很多的應(yīng)用，不足之處就是響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
接觸燃燒式氣體傳感器是怎樣的？
接觸燃燒式氣體傳感器只能測(cè)量可燃?xì)怏w。又分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式，原理是氣敏材料在通電狀態(tài)下，可燃?xì)怏w在表面或者在催化劑作用下燃燒，由于燃燒使氣敏材料溫度升高從而電阻發(fā)生變化。后者因?yàn)榇呋瘎┑年P(guān)系具有廣普特性應(yīng)用更廣。
光學(xué)式氣體傳感器是怎樣的？
光學(xué)式氣體傳感器主要包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型等等，主要以紅外吸收型為主。由于不同氣體對(duì)紅外波吸收程度不同，通過(guò)測(cè)量紅外吸收波長(zhǎng)來(lái)檢測(cè)氣體。目前因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)關(guān)系一般造價(jià)頗高。
年代初期，儀器儀表取得了重大突破，數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)使各種數(shù)字儀器得以問(wèn)世，把模擬儀器的精度、分辨力與測(cè)量速度提高了幾個(gè)量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化打下了良好的基點(diǎn)。60年代中期，測(cè)量技術(shù)又一次取得了進(jìn)展，計(jì)算機(jī)的引入，使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化，從個(gè)別電量的測(cè)量轉(zhuǎn)變成測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的待征參數(shù)，從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂?、分析、處理、?jì)算與顯示輸出，從用單個(gè)儀器進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)變成用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器儀表中的進(jìn)一步滲透，使電子儀器在傳統(tǒng)的時(shí)域與頻域之外，又出現(xiàn)了數(shù)據(jù)或(data domain)測(cè)試。80年代，由于微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，過(guò)去直觀的用于調(diào)節(jié)時(shí)基或幅度的旋轉(zhuǎn)度盤，選擇電壓電流等量程或功能的滑動(dòng)開關(guān)，通、斷開關(guān)鍵已經(jīng)消失。測(cè)量系統(tǒng)的主要模式，是采用機(jī)柜形式，全部通過(guò)ieee-488總線送到一個(gè)控制品上。測(cè)試時(shí)，可用豐富的basic語(yǔ)言程序來(lái)高速測(cè)試。不同于傳統(tǒng)獨(dú)立儀器模式的個(gè)人儀器已經(jīng)得到了發(fā)展。90年代，儀器儀表與測(cè)量科學(xué)進(jìn)步取得重大的突破性進(jìn)展。這個(gè)進(jìn)展的主要標(biāo)志是儀器儀表智能化程度的提高。突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：微電子技術(shù)的進(jìn)步將更深刻地影響儀器儀表的設(shè)計(jì)：dsp芯片的大量問(wèn)世，使儀器儀表數(shù)字信號(hào)處理功能大大加強(qiáng)；微型機(jī)的發(fā)展，使儀器儀表具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；圖像處理功能的增加十分普遍；vxi總線得到廣泛的應(yīng)用。
一、國(guó)外儀器儀表發(fā)展特點(diǎn)：
1、新技術(shù)的應(yīng)用。目前普遍采用eda(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)、cam(計(jì)算機(jī)輔助制造)、cat(計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試)、dsp(數(shù)字信號(hào)處理)、asic(專用集成電路)及smt(表面貼裝技術(shù))等。
2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化。注重性能價(jià)格化。在重視高檔儀器開發(fā)的同時(shí)，注重*和量大面廣產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。
注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機(jī)，更注重系統(tǒng)、產(chǎn)品軟化，隨著各類儀器裝上了cpu，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力、今后的儀器歸納成一個(gè)簡(jiǎn)單的公式：儀器=ad/da+cpu+軟件，ad芯片將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)軟件處理變換后用da輸出。
3、產(chǎn)品開發(fā)準(zhǔn)則發(fā)生了變化。從技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，從一味追求高精尖轉(zhuǎn)為“恰到好處”。開發(fā)一項(xiàng)成功產(chǎn)品的準(zhǔn)則是，用戶有明確的需求；能用最短的開發(fā)時(shí)間投放市場(chǎng)；功能與性能要恰到好處；產(chǎn)品開發(fā)準(zhǔn)則的另一變化是收縮方向，集中優(yōu)勢(shì)。
4、生產(chǎn)技術(shù)注重專業(yè)生產(chǎn)，不大而全。生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。目前多以gp-ib儀器組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。生產(chǎn)線上盡是一個(gè)個(gè)大的測(cè)試柜，快速地進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析、打印出結(jié)果。
二、國(guó)外儀器儀表發(fā)展趨勢(shì)
1、自動(dòng)化儀器的發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)自動(dòng)化控制儀表主要包括變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，控制儀表從基地式調(diào)節(jié)器(變送、指示、調(diào)節(jié)一體化的儀表)開始，經(jīng)歷了氣功、電動(dòng)單元組合儀表到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(ddc)，直到今日的分散控制系統(tǒng)dcs。dcs已經(jīng)走過(guò)了20多年的里程，dcs，以其高度的可靠性、方便的組態(tài)軟件、豐富的控制算法、開放的聯(lián)網(wǎng)能力等優(yōu)點(diǎn)，得到迅速的發(fā)展，成為計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)的主流。plc以其結(jié)構(gòu)緊湊、功能簡(jiǎn)單、速度快、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，迅速獲得廣泛應(yīng)用，已成為與dcs并駕齊驅(qū)的另一種主流工業(yè)控制系統(tǒng)。目前以plc為基礎(chǔ)的dcs發(fā)展很快，plc與dcs相互滲透、相互融合、相互競(jìng)爭(zhēng)，已成為當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。dcs經(jīng)歷了初創(chuàng)(1975-1980)、成熟(1980-1985)、擴(kuò)展(1985年以后)幾個(gè)發(fā)展時(shí)期，在控制功能完善、信息處理能力、速度及組態(tài)軟件等方面取得令人矚目的成就，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主流。當(dāng)今幾乎每個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都生產(chǎn)自己的dcs，生產(chǎn)廠家一百多家，已銷售幾萬(wàn)臺(tái)套。主要生產(chǎn)廠家集中在美國(guó)、日本、德國(guó)等多家公司，如美國(guó)霍尼韋爾(honewell)的tdc300、tdc3000x、s9000；foxboro的i/as；westing house的wdpf；abb的mod300；日本橫河(yokoy2 w2)的cenum、mxl；日立的hiacs3000、5000；德國(guó)西門子(siemens)的telenermm、sipaos200；貝萊(bailey)的n90。
目前世界上約有200家plc生產(chǎn)廠家，目前占控制30％。主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)的ab公司、康公司、ge公司、德國(guó)的西門子公司、法國(guó)的teteme cangue公司、日本的歐姆龍公司；三菱電機(jī)公司。plc將與ipc、dcs集成，plc逐漸成為占自動(dòng)化裝置及過(guò)程控制系統(tǒng)的產(chǎn)品。據(jù)美國(guó)，到2000年plc占控制將超過(guò)50％。
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是九十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一種用于各種現(xiàn)場(chǎng)儀表(包括變送器、執(zhí)行器、記錄儀、單回路調(diào)節(jié)器、可編程序控制器、流程分析器等)與基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。有人預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線fcs(fieidbus controlsystem)將取代dcs成為控制系統(tǒng)的主角，internet和intranet技術(shù)也將進(jìn)入控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)滲透到企業(yè)從生產(chǎn)到管理、直到經(jīng)營(yíng)的方方面面。
的自動(dòng)化儀表產(chǎn)品市場(chǎng)需求將快速增長(zhǎng)。過(guò)程自動(dòng)化儀表產(chǎn)品市場(chǎng)銷售額，在1996年達(dá)到461億美元，到2001年將增長(zhǎng)到599億美元，預(yù)計(jì)到2006年將達(dá)到700億美元。從1996年到2001年間的年平均增長(zhǎng)率為3．9％，而從2001年到2006年年平均增長(zhǎng)率將達(dá)到4.6％，以不變價(jià)格計(jì)算，則2006年的銷售額為761億美元。主要應(yīng)用于玻璃、陶瓷、鋼鐵和有限金屬工業(yè)、軋鋼和鋁板材工業(yè)、化學(xué)、食品和制藥業(yè)、石化工業(yè)、紙漿和造紙業(yè)、環(huán)保、礦山、石油和天燃?xì)夤I(yè)等。
在1996年的自動(dòng)化產(chǎn)品，系統(tǒng)和維修的461億美元中，有406億美元是屬于自動(dòng)化工程項(xiàng)目方面，有54億美元是用于操作方面。測(cè)量和自動(dòng)化技術(shù)作為新的投資，在工廠現(xiàn)代化技資中將增長(zhǎng)2~3倍。到2006年過(guò)程自動(dòng)化產(chǎn)品的市場(chǎng)需求情況為：礦山工業(yè)為70億美元、原材料工業(yè)為90億美元、過(guò)程工業(yè)為360億美元、電站為110億美元、環(huán)保工業(yè)為70億美元。就地區(qū)而言，北美占27.2％、西歐占26％、亞非(不包括日本)占21.1％、日本占12.3％、東歐占4.7％、南美占4.9％，其它地區(qū)占3.7％，從中看出亞非地區(qū)的市場(chǎng)發(fā)展前景。
現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展趨勢(shì)
從傳統(tǒng)光學(xué)儀器轉(zhuǎn)變現(xiàn)代光學(xué)儀器，關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)化，而微電子技術(shù)是基礎(chǔ)。光譜儀器發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家80年代巳實(shí)現(xiàn)微機(jī)化，現(xiàn)已向聯(lián)用技術(shù)、全自動(dòng)化(如內(nèi)裝機(jī)械手等機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)元人操作)，實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化方向發(fā)展。光學(xué)計(jì)量?jī)x器從大型精密儀器——三座標(biāo)測(cè)量機(jī)到傳統(tǒng)的自準(zhǔn)直儀和投影儀都已實(shí)現(xiàn)微機(jī)化、光電化；激光技術(shù)的結(jié)合和ccd等光電器件的引人，更為快速、準(zhǔn)確、可靠的在線檢測(cè)和監(jiān)控創(chuàng)造了條件。
未來(lái)10年，由于*的發(fā)展和應(yīng)用，將進(jìn)一步推動(dòng)光學(xué)儀器實(shí)現(xiàn)光機(jī)電算一體化和智能化?，F(xiàn)今的智能化儀器更確切地應(yīng)稱為“微機(jī)化”儀器。而更高程度的智能化是信息技術(shù)的層次，應(yīng)包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能，是數(shù)值、邏輯與知識(shí)的結(jié)合分析結(jié)果，智能化的標(biāo)志是知識(shí)的表達(dá)與應(yīng)用。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電器件的不斷發(fā)展和功能的完善，為儀器向更高檔次的智能發(fā)展創(chuàng)造了條件。
未來(lái)10年，光和電的滲透會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化，更多的新技術(shù)、新器件推廣應(yīng)用，因而在光機(jī)電算一體化的基礎(chǔ)上融入不同原理，派生出新用途的產(chǎn)品，以滿足各領(lǐng)域日益增長(zhǎng)的需求。具有優(yōu)異性能的光電器件和功能材料的開發(fā)和應(yīng)用，將加速現(xiàn)代光學(xué)儀器的發(fā)展。如ccd器件、半導(dǎo)體激光器、光纖傳感器等制造技術(shù)趨于成熟，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用已獲突破，顯示了廣泛的應(yīng)用前景。它必將使光學(xué)儀器領(lǐng)域發(fā)生重要變革，推動(dòng)產(chǎn)品向小型化、高分辨、光電化和自動(dòng)化發(fā)展。
光學(xué)計(jì)量?jī)x器的發(fā)展趨勢(shì)
●未來(lái)的光學(xué)計(jì)量?jī)x器儀表是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，大量壓縮零部件，提高智能化和便于操作，發(fā)展在線計(jì)量測(cè)試儀器儀表。
●利用物理學(xué)的新效應(yīng)和*及其成就開發(fā)新型計(jì)量測(cè)試儀器儀表和新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強(qiáng)抗力的新型傳感器技術(shù)。
如：利用高溫超導(dǎo)量子干涉器(sguid)開發(fā)計(jì)量測(cè)試儀器、物理學(xué)測(cè)試儀器、地學(xué)和地質(zhì)學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器、醫(yī)學(xué)儀器、無(wú)損材料檢驗(yàn)儀器等。利用橢偏技術(shù)來(lái)檢測(cè)光纖、光學(xué)玻璃等，這是大家所共知的，它與近場(chǎng)光學(xué)相結(jié)合，不僅可以測(cè)量表面精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)近場(chǎng)光學(xué)反射偏振信息可以分辨出被測(cè)物體的材料，這是目前實(shí)驗(yàn)研究的新探索。將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀的技術(shù)用于高精密的幾何量與機(jī)械量和多種無(wú)形態(tài)的量的測(cè)量。開發(fā)以新一代微型光纖傳導(dǎo)激光干涉儀，它的測(cè)量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍，分辨率可達(dá)1onm，并且克服了hp激光干涉儀的缺點(diǎn)，它具有四激光干涉儀的一切功能；另外，它還可用于稱重，研制新型電子天平、高精度的電子皮帶稱、高分辨率的壓力計(jì)等。發(fā)展納米測(cè)量技術(shù)，建立納米計(jì)量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這是當(dāng)今在計(jì)量與測(cè)量技術(shù)研究中十分活躍的課題。
●發(fā)展微量機(jī)器人。類似的測(cè)量?jī)x器己出現(xiàn)，即zeiss的scan max三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。
它是利用了智能機(jī)器人技術(shù)，但要保證測(cè)量量值的計(jì)量正確性是一個(gè)十分復(fù)雜理論和技術(shù)問(wèn)題。目前已得到了初步解決。
●環(huán)境保護(hù)科學(xué)儀器儀表的發(fā)展與進(jìn)步，將是當(dāng)今和21世紀(jì)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。有關(guān)環(huán)?？茖W(xué)儀器儀表的檢測(cè)和有關(guān)這方面的配套的計(jì)量?jī)x器儀表還缺乏。
●用于生產(chǎn)安全與防護(hù)的科學(xué)儀器儀表也還需大力開發(fā)與發(fā)展。它將成為儀器儀表行業(yè)的新分支。
分析儀器的發(fā)展趨勢(shì)
分析儀器正向智能化方向發(fā)展，發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)是：基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析儀器的自動(dòng)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器和數(shù)字模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)、分析、處理，提高分析儀器數(shù)據(jù)處理能力，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分析儀器數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展；分析儀器的聯(lián)用技術(shù)向測(cè)試速度超高速化、分析試樣超微量化、分析儀器超小型化的方向發(fā)展。
●世界分析儀器事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看，世紀(jì)之交的世界分析儀器技術(shù)可以說(shuō)正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化，傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子學(xué)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式，轉(zhuǎn)化為光、機(jī)、電、算(計(jì)算機(jī))一體化、自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)，并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展(帶動(dòng)有自診斷自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能)。
多臺(tái)儀器、多個(gè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合的綜合分析管理系統(tǒng)(lims，laboratoryinformation management system)已經(jīng)推廣應(yīng)用；儀器計(jì)算機(jī)內(nèi)裝上調(diào)制解調(diào)器可以上網(wǎng)、制造廠商可與用戶或用戶之間實(shí)現(xiàn)信息交流(例如廠商對(duì)用戶正在使用的儀器進(jìn)行遠(yuǎn)距診斷、指導(dǎo)正確使用或提出維修指導(dǎo)，各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、情報(bào)共享等)，已經(jīng)不是研究開發(fā)的方向，普遍應(yīng)用已指日可待。
從世界分析儀器銷售增勢(shì)來(lái)看，世紀(jì)之交在農(nóng)業(yè)、能源、信息、環(huán)境、材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展的需求刺激下，加上分析儀器技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的分析儀器更新?lián)Q代周期不斷縮短，使多年來(lái)世界分析儀器市場(chǎng)銷售額保持10％左右甚至更高的年增長(zhǎng)率，這說(shuō)明分析儀器行業(yè)不是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，而是能不斷更新保持ⅵ盛的生命力。
●世界分析儀器技術(shù)更新快、高科技含量增長(zhǎng)迅猛。
為適應(yīng)現(xiàn)代高科技研究和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，作為信息時(shí)代信息獲取——處理——傳輸鏈的源頭技術(shù)，分析儀器技術(shù)的發(fā)展是必然的。沒(méi)有新的分析方法、分析技術(shù)和相應(yīng)的全新分析儀器，不能更高、更全面、更靈敏、更可靠、更方便地獲取研究、生產(chǎn)、社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域中的分析檢測(cè)信息，21世紀(jì)的信息時(shí)代就無(wú)從談起。這是我們?cè)谑兰o(jì)之交期間面臨新形勢(shì)的一個(gè)特征，也是分析儀器新技術(shù)、新元器件、新產(chǎn)品會(huì)不斷涌現(xiàn)、高科技含量越來(lái)越大的緣由。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，也是被世界科技和產(chǎn)業(yè)、人類社會(huì)發(fā)展大形勢(shì)的要求逼出來(lái)的，是分析儀器技術(shù)適應(yīng)大形勢(shì)發(fā)展的結(jié)果。
●分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用日益拓展
在20世紀(jì)前些年經(jīng)典的分析技術(shù)和分析儀器主要是為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)大生產(chǎn)服務(wù)，主要為了適應(yīng)分析、監(jiān)控工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保障大生產(chǎn)流程安全高效的要求而發(fā)展、提高的；當(dāng)今世紀(jì)之交分析技術(shù)和分析儀器的“用武之地”已經(jīng)大大拓展，最引人注目的是在生物、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等有關(guān)人的生存、發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用日新月異，現(xiàn)代高科技在軍事方面的發(fā)展也促進(jìn)了分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用拓展(例如生物、化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)中調(diào)整、靈敏、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)毒物檢測(cè)、生命保障任務(wù)也大大擴(kuò)大了分析儀器的應(yīng)用領(lǐng)域)。
可以肯定：在新世紀(jì)到來(lái)后，分析技術(shù)和分析儀器的應(yīng)用由“物”到“人”的拓展趨勢(shì)將更加顯著。我們必須看準(zhǔn)這個(gè)發(fā)展潮流，在分析儀器事業(yè)的發(fā)展思路中擺正位置、選好方向。
世紀(jì)初，世界分析儀器市場(chǎng)的年銷售額遞增率為8-10％。2000年世界市場(chǎng)將達(dá)300億美元，世界分析儀器的市場(chǎng)是美國(guó)，約占總銷售額的4096，其次是歐洲約占27％島，第三是日本，約占20％，中國(guó)進(jìn)口分析儀器僅占世界銷售額的1.4％。
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