儀器儀表
一、簡介
在工程式上的儀表性能指標通常用準確度、變差、靈敏度來描述。儀表工校驗儀表通常也是調(diào)校準確度，變差和靈敏度三項。變差是指儀表被測變量多次從不同方向達到同一數(shù)值時，儀表指示值之間的***大的差值，或者說是儀表在外界條件不變的情況下，被測參數(shù)由小到大變化不一致的程度，兩者之差即為儀表變差。
變差的主要原因是儀表微動機構的間隙，運動部件的摩擦，彈性元件滯后等。取勝著儀表制造技術的不斷改進，特別是微電子技術的引入，許多儀表全電子化了，無可動部件，模擬儀表改為數(shù)字儀表等，所以變差這個指標在智能型儀表中顯得不那么重要和突出了。
二、靈敏度
靈敏度是指儀表對于被測參數(shù)變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化的反應能力，是在穩(wěn)態(tài)下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值。
靈敏度有時也稱“放大比”，也是儀表靜特******切線上各點的斜率。增加放大倍數(shù)可以提高儀表靈敏度，單純加大靈敏度并不改變儀表的基本性能，即儀表精度并沒有提高，相反有時會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，造成輸出不穩(wěn)定。儀表靈敏度應保持適當?shù)牧俊?/span>
然而對于儀表用戶，諸如化工企業(yè)儀表工來講，儀表精度固然是一個重要指標，但在實際使用中，往往更強調(diào)儀表的穩(wěn)定性和可靠性，因為化工企業(yè)檢測與過程控制儀表用于計量的為數(shù)不多，而大量的是用于檢測。另外，使用在過程控制系統(tǒng)中的檢測儀表其穩(wěn)定性、可靠性比精度更為重要。
三、準確度
儀表準確度科稱精度，又稱準確度。準確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有準確度這個概念。儀表準確度簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通常用相對百分誤差（也稱相對折合誤差）表示。
要提高儀表準確度，就要進行誤差分析。誤差通?？梢苑譃槭韬稣`差、緩變誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差。疏忽誤差是指測量過程中人為造成的誤差，一則可以克服，二則和儀表本身沒有什么關系。緩變誤差是由于儀表內(nèi)部元器件老化過程引起的，它可以用更換元器件、零部件或通過不斷校正加以克服和消除。系統(tǒng)誤差是指對同一被測參數(shù)進行多次重復測量時，所出現(xiàn)的數(shù)值大小或符號都相同的誤差，或按一定規(guī)律變化的誤差，可目前尚未被人們認識的偶然因素所引起，其數(shù)值大小和性質(zhì)都不固定，難以估計，但可以通過統(tǒng)計方法從理論上估計其對檢測結(jié)果的影響。誤差來源主要指系統(tǒng)誤差和隨機誤差。在用誤差表示精度時，是指隨機誤差和系統(tǒng)誤差之和。
任何儀表都有一定的誤差。因此，使用儀表時須***先知道該儀表的準確程度，以便估計測量結(jié)果與約定真值的差距，即估計測量值的大小。儀表的準確度通常是用允許的***大引用誤差去掉百分號（%）后的數(shù)字來衡量的。
模擬式儀表的準確度一般不宜用******誤差（測量值與真實值的差）和相對誤差（******誤差與該點的真實值之比）來表示，因為前者不能體現(xiàn)對不同量程儀表的合理要求，后者很容易引起任何儀表都不能相信的誤解。例如，對一只滿量程為100mA的電流表，在測量零電流時，由于機械摩擦使表針的示數(shù)略偏離零位而得到0.2 mA的讀數(shù)，若按上述相對誤差的算法，那么該點的相對誤差即為無窮大，似乎這個儀表是完全不能使用的：但在工程人員看來，這樣的測量誤差是很容易理解的，根本不值得大驚小怪，它可能還是一只比較精密的儀表呢！ 模擬式儀表的合理準確度，應該以測量范圍中***大的******誤差和該儀表的測量范圍之比來衡量，這種比值稱為相對（于滿量程的）百分誤差。
按儀表工業(yè)規(guī)定，儀表的準確度劃分成若干等級，簡稱精度等級，如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級、2.5級等。由此可見，精度等級的數(shù)字越小，精度越高。
四、優(yōu)點
1、復現(xiàn)性：測量復現(xiàn)性是在不同測量條件下，如不同的方法，不同的觀測者，在不同的檢測環(huán)境對同一被檢測的量進行檢測時，其測量結(jié)果一致的程度。測量復現(xiàn)性必將成為儀表的重要性能指標。測量的準確性不僅僅是儀表的準確度，它還包括各種因素對測量參數(shù)的影響，是綜合誤差。
2、穩(wěn)定性：在規(guī)定工作條件內(nèi)，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱為穩(wěn)定性（度）。儀表穩(wěn)定性是化工企業(yè)儀表工十分關心的一個性能指標。由于化工企業(yè)使用儀表的環(huán)境相對比較惡劣，被測量的介質(zhì)溫度、壓力變化也相對比較大，在這種環(huán)境中投入儀表使用，儀表的某些部件隨時間保持不變的能力會降低，儀表的穩(wěn)定性會下降。儀表穩(wěn)定性尚未有定量值，化工企業(yè)通常用儀表零漂移來衡量儀表的穩(wěn)定性。儀表投入運行一年之中零位沒有漂移，相反儀表投入運行不到3個月，儀表零位就變了，說明儀表穩(wěn)定性不好。儀表穩(wěn)定性的好壞直接關系到儀表的使用范圍，有時直接影響化工生產(chǎn)，儀表穩(wěn)定性不好造成的影響往往雙儀表精度下降對化工生產(chǎn)的影響還要大。儀表穩(wěn)定性不好儀表維護量也大，是儀表工***不希望出現(xiàn)的事情。
3、可靠性：儀表可靠性是化工企業(yè)儀表工所追求的另一重要性能指標?？煽啃院蛢x表維護量是相反相成的，儀表可靠性高說明儀表維護量小，反之儀表可靠性差，儀表維護量就大。對于化工企業(yè)檢測與過程控制儀表，大部分安裝在工藝管道、各類塔、釜、罐、器上，而且化工生產(chǎn)的連續(xù)性，多數(shù)有毒、易燃易爆的環(huán)境，這些惡劣條件給儀表維護增加了很多困難，一是考慮化工生產(chǎn)安全，二是關系到儀表維護人員人身安全，所以化工企業(yè)使用檢測與過程控制儀表要求維護量越小越好，亦即要求儀表可靠性盡可能地高。
五、儀表的維護
1、安裝措施：合理選擇安裝地點，干燥、無雨雪滴漏的地方。
2、點檢措施：有條件時由專人每日對保溫材料的是否破損、蒸汽管路的是否堵塞進行技術確認與技術處置。
3、報警措施：有條件的可加裝蒸汽泄露或斷電狀態(tài)的聲光報警小裝置，以方便保溫防凍措施隱患的發(fā)現(xiàn)與及時整治。
4、巡檢措施：由區(qū)域儀表維護責任人按預定巡檢路線定時巡檢。巡檢中要檢查保溫管線閥門是否正常、保溫箱是否正常、疏水裝置是否正常、保溫材料包裝是否完好、電伴熱供電元器件是否正常等。對易凍裝置儀表進行要點檢查并做好巡檢記錄，進行儀表及其保溫防凍措施進行干燥、完整、潔凈的維護保養(yǎng)，及時解決現(xiàn)場發(fā)生的保溫伴熱問題。
六、應用領域
儀器儀表應用領域廣泛，覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科技、環(huán)保、國防、文教衛(wèi)生、人民生活等各方面，在國民經(jīng)濟建設各行各業(yè)的運行過程中承擔著把關者和指導者的任務。由于其地位特殊、作用大，對國民經(jīng)濟有巨大倍增和拉動作用，有著良好的市場需求和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
具體的需求對象可以從以下幾個方面進行表述：
1、在人類社會進入知識經(jīng)濟時代、信息技術高速發(fā)展的背景下，儀器儀表及其測量控制技術得到日益廣泛應用，給儀器儀表行業(yè)的快速發(fā)展提供了良好契機。儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的源頭和組成部分，是信息技術的重要基礎。錢學森院士對新技術革命有如下論述：新技術革命的關鍵技術是信息技術，信息技術是測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成，測量技術則是關鍵和基礎。******上也將信息技術生產(chǎn)行業(yè)定性為計算機、通訊、儀器儀表三個行業(yè)。
2、儀器儀表廣泛應用于裝備、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工藝流程的測量和控制，是現(xiàn)代化大型要點成套裝備的重要組成部分，是信息化帶動工業(yè)化的重要紐帶。據(jù)有關資料顯示，隨著裝備水平的提高，儀器儀表在工程設備總投資中的比重已達到18%左右；現(xiàn)代化的寶鋼技術裝備投資中，有1/3的經(jīng)費用于購置儀器和自控系統(tǒng)。
3、高水平科學研究和高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速提高了對儀器儀表的需求，儀器儀表在實施科教興國、知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的過程中，正發(fā)揮十分重要的作用。各項高水平的科學實驗是不能離開科學儀器的，現(xiàn)代科學的進步也越來越依靠******儀器的發(fā)展?，F(xiàn)代生物、醫(yī)學、生態(tài)環(huán)境保護、新材料（納米材料等）、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展等，同樣是建立在******精密儀器科技的發(fā)展基礎上。
4、儀器儀表已成為現(xiàn)代國防建設技術裝備的重要組成部分，我國航天工業(yè)的固定資產(chǎn)1/3是儀器儀表和計算機；運載火箭的儀器開支占全部研制經(jīng)費的1/2左右；導彈的高精度制導、控制，航天精緯測量和紅外成像、專用高溫實驗設備等都是國防裝備中的要點產(chǎn)品。
5、儀器儀表在探索人類社會可持續(xù)發(fā)展、抵御自然災害、依法治國并實施有關法律（質(zhì)量、商檢、計量、環(huán)保等）的過程中作為重要實施手段和保障工業(yè)被普遍采用。
1、特點
應用領域廣泛，品種繁多。涉及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究、國防建設、文教衛(wèi)生等國民經(jīng)濟眾多領域，產(chǎn)品有13大類，145個小類，800多個系列，16000個品種，約占機械行業(yè)的1/4。
知識密集、技術密集型，是多學科的綜合體。
三高三低：高技術、高投入、高產(chǎn)出；低能耗、低材耗、低污染。
產(chǎn)品性能特點：高精度、高靈敏、高可靠、高環(huán)境適應性；生產(chǎn)特點多數(shù)屬于多品種、小批量。
對新技術敏感，更新?lián)Q代快。
2、******儀器儀表主要發(fā)展趨勢：
數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化。
兼并、重組加劇,大型儀表企業(yè)進入更強大綜合性工業(yè)集團趨勢明顯。
跨國公司加速推進對華戰(zhàn)略，進入以建獨資生產(chǎn)企業(yè)和控股投資公司、兼并中方優(yōu)勢企業(yè)為主的“第三階段”。
3、我國儀器儀表行業(yè)的特點和趨勢：
門類齊全，有一定行業(yè)基礎，在發(fā)展中******，屬“上游”，與發(fā)達******差距明顯。
受體制、機制、經(jīng)濟及科技綜合水平、管理、人才等條件的制約，企業(yè)“多、散、弱”，科研開發(fā)能力不強，產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性有差距，市場出現(xiàn)高中檔產(chǎn)品以三資和進口為主，中低檔產(chǎn)品以中資企業(yè)為主的趨勢，而且由于市場規(guī)模、人力成本、行業(yè)基礎等比較優(yōu)勢，一些量大面廣的產(chǎn)品將成為生產(chǎn)和出口大國。
三資企業(yè)高速發(fā)展，民企發(fā)展迅猛，國企處境艱難，不同經(jīng)濟類型企業(yè)差距拉大，具體指標如下所列：行業(yè)總體上呈向上發(fā)展態(tài)勢，除三資企業(yè)外，中資企業(yè)的亮點集中在已有一定規(guī)模和實力的民企、改革已見成效的少數(shù)國企和由大學及科研機構創(chuàng)建的高科技企業(yè)。
八、發(fā)展規(guī)劃
儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設備。包括檢修儀、電阻表、分析儀、測試儀、校驗儀等。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。
我國微機繼電保護工業(yè)雖然起步較晚，但近二十年來，尤其是“十二五”期間有了迅速發(fā)展，目前我國已初步形成了一個比較齊全的微機繼電保護測試儀生產(chǎn)、科研和營銷體系。
zj****預計“十二五”期間，我國儀器儀表行業(yè)市場前景，可從以下幾方面來分析：
環(huán)保儀器儀表
環(huán)保儀器儀表主要用在環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和污染源監(jiān)測等方面。針對我國具體國情，環(huán)保主要解決我國水環(huán)境、大氣環(huán)境兩個戰(zhàn)略性和全局性的大環(huán)境生態(tài)污染問題。隨著節(jié)能降耗、減少排放和低碳經(jīng)濟成為******長期國策。對大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表，取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，潛在的市場規(guī)模達數(shù)十億元至數(shù)百億元。
微機繼電保護測試儀
在******電網(wǎng)公司提出，要大力推進以特高壓電網(wǎng)為龍頭、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、健全智能電網(wǎng)的原則，同時還明確了電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設是我國智能電網(wǎng)建設的重要組成部分后，智能電網(wǎng)建設漸進式發(fā)展起來。而電網(wǎng)建設是全球性行為，是長期、漸進式的剛性市場，為微機繼電保護測試儀的重大發(fā)展機遇。同時，印度的電力工業(yè)發(fā)展較快，人口多，對電能表的需求量比較大。
工業(yè)自動化儀表
工業(yè)自動化儀表要點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表。從市場需求看，我國工業(yè)自動化市場需求日益旺盛。據(jù)中國儀器儀表協(xié)會預測，到十二五末，工業(yè)自動化市場需求將會翻倍。另一方面，隨著國內(nèi)經(jīng)濟環(huán)境的日益增長，以及******對電力工業(yè)基礎建設的逐步重視，這些信號也對儀器儀表提出新的要求和市場需求。
儀器儀表行業(yè)發(fā)展步伐沒有因金融風暴放緩
儀器儀表行業(yè)已經(jīng)連續(xù)八年保持了經(jīng)濟高位運行的態(tài)勢。雖然全球受金融風暴的影響，各個行業(yè)經(jīng)濟東圃有所放緩，但儀表行業(yè)的增長速度并沒有放緩。
主要有兩個原因，一是******的經(jīng)濟仍處于高位運行;按照過去的經(jīng)驗，如果GDP的增長在15%以上時，儀表行業(yè)的增長率則在26%～30%之間。二是******宏觀調(diào)控對儀表行業(yè)的影響有一個滯后期，儀表往往在工程的后期才交付使用，因此，因宏觀調(diào)控政策而減少的投資對儀表行業(yè)的影響不會太大。
外資儀器儀表企業(yè)開始改變原來以獨資形式為主的投資方式。這種變化主要表現(xiàn)在兩方面，一是開始著力收購兼并國內(nèi)優(yōu)秀的生產(chǎn)企業(yè)，二是委托生產(chǎn)比例不斷上升。外企收購國內(nèi)的優(yōu)秀企業(yè)并不容易。政府對儀器儀表行業(yè)的支持力度越來越大，其中的投入也越來越多，讓國內(nèi)優(yōu)秀的儀表制造企業(yè)有了更為廣闊的發(fā)展空間。
穩(wěn)定性可靠性問題成為制約我國儀器儀表發(fā)展障礙
國產(chǎn)儀器儀表與自動化系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性與國外產(chǎn)品的差距很大。其可靠性問題動搖了冶金、電力、石油化工等要點行業(yè)對國產(chǎn)產(chǎn)品的信心，從而在******重大技術裝備的國產(chǎn)化工作中，儀器儀表與自動化系統(tǒng)的國產(chǎn)化推進***為緩慢。極大地影響了裝備制造業(yè)技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。穩(wěn)定性和可靠性問題已經(jīng)成為制約我國儀器儀表工業(yè)發(fā)展和技術創(chuàng)新的一個嚴重障礙。
可靠性工作是一項綜合性工作，可靠性工作需從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，在產(chǎn)品全生命周期中，***大限度地排除和控制各種不可靠因素，***大限度地檢出不可靠因素所造成的缺陷，以求***省費用、***省時間地實現(xiàn)既定可靠性目標的運作。它涉及產(chǎn)品性能有效性、功能安全性、使用壽命、維修性、環(huán)境適應性，以及產(chǎn)品的全生命周期費用等各個方面?？煽啃怨ぷ餍枰到y(tǒng)的理論性研究、需要長期的數(shù)據(jù)積累、需要細致的實驗論證和廣泛的調(diào)研分析。
