有史以来最全的仪器仪表知识.doc

仪器仪表详述仪器仪表是指用以检出、测量、观察、计算各物理量、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 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 简史 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原理制成简单的检流计，利用光学透镜制成望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础，用于测量和观察的各种仪器遂逐渐得到发展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。

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、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、气象海洋仪器、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13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、原理等再分为若干小类或子类工业自动化仪表按功能右分为检测仪表、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分为热电式、膨胀式、电阴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。

仪器仪表在分百炼成钢方面尚无统一的标准，仪器仪表的命名也存在类似情况 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 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 常用热电偶的材料规格和线径使用温度的关系压力单位换算方法压力单位换算方法 1. 1atm=0.1MPa=100KPa=1公斤=1bar=10米水柱＝14.5PSI 2. 1KPa=0.01公斤=0.01bar=10mbar=7.5mmHg=0.3inHg=7.5torr=100mmH2O=4inH2O 3. 1MPa=1N/mm2 14.5psi=0.1Mpa 1bar=0.1Mpa 30psi=0.21mpa,7bar=0.7mpa 现将单位的换算转摘如下： Bar－－-国际标准组织定义的压力单位 1 bar=100,000Pa 1Pa=F/A, Pa: 压力单位, 1Pa=1 N/㎡ F : 力 , 单位为牛顿(N) A: 面积 , 单位为㎡ 1bar=100,000Pa=100Kpa 1 atm=101,325N/㎡=101,325Pa 所以,bar是一种表压力(gauge pressure)的称呼 1Kg/c㎡=98.067KPa =0.9806bar 1bar=1.02Kg/ c㎡ 压力单位： 英制(IP) psi ,psf ,in.Hg ,inH2O 公制(metric) Kg/㎡, Kg/ c㎡ ,mH2O ISO公制(ISO metric) Pa , bar ,N S型热电偶知识S型热电偶（铂铑10-铂热电偶） 铂铑10-铂热电偶（S型热电偶）为贵金属热电偶。

偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.02mm，其正极（SP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极（SN）为纯铂，故俗称单铂铑热电偶该热电偶长期最高使用温度为1300℃，短期最高使用温度为1600℃ 铂铑10-铂热电偶优点是准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点它的物理，化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中由于S型热电偶具有优良的综合性能，符合国际使用温标的S型热电偶，长期以来曾作为国际温标的内插仪器，“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器，但国际温度咨询委员会（CCT）认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标 S型热电偶不足之处是热电势，热电势率较小，灵敏读低，高温下机械强度下降，对污染非常敏感，贵金属材料昂贵，因而一次性投资较大 什么是一次仪表一次仪表是自动检测装置的部件（元件）之一带有感受元件，用以感受被测介质参数的变化或具有标尺，指示读数；或没有标尺，本身不指示读数 在生产过程中，对测量仪表往往采用按换能次数来定性的称呼，能量转换一次的称一次仪表，转换两次的称二次仪表以热电偶测量温度为例，热电偶本身将热能转换成电能，故称一次仪表，若再将电能用电位计(或毫伏计)转换成指针移动的机械能时，进行第二次能量转换就称为二次仪表。

换能的次数超过两次的往往都按两次称呼，如孔板测量流量，孔板本身为一次仪表，差压变送器没有称呼，而指示仪表则叫做二次仪表，用以指示、记录或积算来自一次仪表的测量结果 仪器仪表分类一、工业自动化仪表和控制系统.这在国外一般简称为PA、FA.PA叫过程自动化,FA叫工厂自动化.在过程自动化和工厂自动化里所用的仪表和控制系统都属于这一类,分析仪器、电工仪器仪表有些部分也属于这一类如热电偶、压力变送器等 二、科学测试仪器.就是分析仪器、试验机、光学仪器、测绘仪器等等.第一类仪器仪表是在生产线上用的,与生产线连在一块.而科学测试仪器是独立的,它只是在做试验的时候把样品拿到实验室用的.因此,与第一类很好区别 三、常用仪器仪表.这主要指的是供应用仪表及其他通用仪器.供应用仪表国家标准是两年前才拿出来的,我们平日里接触的也很多,比如家用电度表、煤气表等.还有一些常用的我们也把它抽出来归为这一类,像衡器、医疗仪器、计时仪器和部分常用的光学仪器 四、专用仪器仪表.这类实际上是专门供某一领域用的,比如汽车、摩托车用的仪表上升就很快,这就有了汽车仪表、摩托车仪表等等,照此还可以推广到农林牧渔等领域 磁性浮子式液位计磁性浮子式液位计又叫磁翻板液位计或磁翻柱液位计，是玻璃板、玻璃管液位计的升级换代产品。

就地显示无须电源，显示部分和介质完全隔离，不会因介质污染显示条而使观测受到影响同时又具有玻璃板液位计不具备的特点如不会担心因温度或压力产生破裂，可捆绑磁性开关，并且可根据用户需要调节开关点位置，可根据需要安装捆绑式液位变送器，输出 4~20mA 信号从而实现远距离检测或控制 磁性浮子式液位计是以磁性浮子为感应元件，并通过磁性浮子与显示色条中磁性体的耦合作用，反映被测液位或界面的测量仪表 磁性浮子式液位计和被测容器形成连通器，保证被测量容器与测量管体间的液位相等当液位计测量管中的浮子随被测液位变化时，浮子中的磁性体与显示条上显示色标中的磁性体作用，使其翻转，红色表示有液，白色表示无液，以达到就地准确显示液位的目的 就地显示磁性浮子式液位计具有显示直观醒目、不需电源，安装方便可靠，维护量小，维修费用低的优点，是玻璃管，玻璃板液位计的升级换代产品可广泛应用于石油，化工，电站，制药，冶金，船舶工业，水/污水处理等行业的罐，槽，箱等容器的液位检测 用户还可根据工程需要，配合磁控液位计使用，可就地数字显示，或输出4~20mA的标准远传电信号，以配合记录仪表，或工业过程控制的需要也可以配合磁性控制开关或接近开关使用，对液位监控报警或对进液出液设备进行控制。

液位开关液位开关，顾名思义，就是用来控制液位的开关，对我们来说，最熟悉的应用莫过于其在全自动洗衣机中的应用大家都知道全自动洗衣机只需要我们插上电源，接上水龙头就可以了那洗衣机是如何知道加了多少水，该加多少水呢，这就要依靠液位开关了，它来控制阀门，使得水位到达合适的位置，以达到最好的洗涤效果液位开关种类很多，考虑到各种因素，洗衣机中一般采用压力式水位开关，它装在洗涤缸的上部，它有一根下端开口的气管通到缸底，进水时管里的空气被封闭在里面出不来，就形成比外界稍高的压力水位越高压力越高，这样根据压力就可间接测知水位而压力的测量仍然用弹性元件，靠元件的变形带动触点完成通断动作 这种测液位的方法叫做“静压法”，在工业中用的不少但更常用的也是更直接的方法是“浮子法”，相信大家都见过钓鱼吧，那钓鱼线绑的都有浮子，浮子漂在水面上，当鱼咬到鱼饵时，浮子会一上一下的跳动，此时我们就可以拉线了但工业中用的是更大的浮子，实际上就是一个带杆的球水涨船高是人所共知的常识，工业上早就利用浮子测量水塔中的水位了因为水塔有几层楼高，如果用人爬上去观察，那多麻烦只要用绳索通过滑轮把水面上的浮子和水塔外的重块连起来，就可以在地面上抬头看重块在标尺上的位置，从而知道塔里还有多少水。

这是极其简单而又立竿见影的办法 靠浮子位移带动触点通断以构成液位开关也很容易，比方说用个精巧的小开关（这样的开关叫做“微动开关”），装在像厕所水箱那种带杆的浮子一端，再把这套装置安在容器的某个高度上当浮子升到这个高度时，浮子的杆压下开关不就发出通断信号了吗？当然这是可以的，而且市场上也有这样的成套产品但还有更简单易行的办法，买一个小型磁浮子液位开关装上就行了 浮子密度计就是这样的仪器，它是个用玻璃管做成的简单仪器用它我们就可以方便地测出各种液体的密度了 本安与隔爆的区别本安与隔爆型控制柜通常都安装在安全区本质安全型防爆技术通常采用PLC控制系统，柜内配备安全栅，将危险区返回的信号线经过安全栅处理后再接入PLC输入/输出模块目前国内通常对PLC输入信号采用本安型防爆技术，可将危险区的输入电流限制在2mA以下，因为电流很小，从本质上讲是安全的。