定义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分类标准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。机械工业产品仪器仪表分类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。按不同特征分类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、电阻式等其它分类方法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。2016-10-27第二章仪表的基本知识1仪表及自动化的产生和发展2仪表的常用信号简介3仪表的分类4仪表的工作原理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。仪表的发展史：2016-10-27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；仪表的分类二、主控室DCS及PLC2016-10-27mV信号(热电偶)2016-10-27最常使用的一个工具2016-10-27是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻等，还可以测交流电流、电容量、电感量。甚至是频率和三极管的放大倍数。仪表里常见用来测量4-20mADC电流信号、交流电压。24VDC电压信号、回路的通断等注意一点就是测量不同的条件要将表笔更换到相应的插气缸阀气源压力一般不低于450KPa2016-10-2710仪表的量程：就是测量刻度上限减去刻度的下限，可不是测量能力范围的上下限。一块温度仪表的测量刻度范围为-20~100度，那么它的量程为120度。2016-10-2711PI图中常见的仪表字母含义T—代表传送或变送器2016-10-2712PI图中常见的仪表字母含义2016-10-27132016-10-2714检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即为检测元半岛官方体育件。一次测量仪表是与介质直接接触，是在室外就地安装的。二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。仪表的分类常规仪表的分类六、分析仪表2016-10-27152016-10-2716压力仪表现场压力表电接点压力表压力变送器/差压变送器压力开关2016-10-2717压力仪表现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm种规格。从接口看最常见的有M20X1.5,1/2NPT,法兰连接（有法兰尺寸和耐压等级要求）2016-10-2718电接点压力表一般有双节点作为报警、或启泵的条件。压力仪表2016-10-2719压力仪表压力变送器最常见的分为电容式压力变送器和单晶硅压力变送器。其它还有扩撒硅压力变送器。目前主流压力变送器主流几乎都采用了智能协议。电容式压力变送器：采用结构简单、坚固耐用且极稳定的可变电容形式，可变电容由压力腔上的膜片和固定在其上的绝缘电极所组成，当感受到压力变化时，膜片要产生微微的翘曲变形，从而改变了两极的间距，采用独特的检测电路测电容的微小变化，并进行线性处理和温度补偿。传感器输出与被测压力成正比的直流电压或电流信号。精巧的结构、高性能的材料及先进的检测电路的完美结合，赋予了电容式压力变送器以很高的性能。2016-10-2720单晶硅谐振式传感器：是一块单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术，在单晶硅芯片上制成两个完全一致的H形状的谐振梁，并以一定的频率产生振动。其谐振频率取决于梁的长度和张力，其梁的长度已经确定，而张力是随压力变化而变化。从而把压力的变化转换成频率的变化，对差压采用频率差分技术，并将频率差信号直接输出到CPU进行运算和A/D转换。单晶硅谐振式压力变送器1、精度高2、稳定性好3、静压特性好4、具有良好的单向受压特性5、具有较宽的测量范围6、方便的组态能力和自诊断功能2016-10-半岛官方体育2721差压变送器一般使用来测量阻力、液位或者与流量节流元件配套使用测量流量仪表。该类型仪表往往与三阀组或者五阀组配套使用。目前国内应用三阀组较为普遍。对于三阀组类型的仪表有一个开关投用程序。投用三阀组：开正压阀，再关平衡阀，再开2016-10-2722最具有代表性的压力变送器：1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议的数字信号。 2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议的数字信号。 通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。 压力仪表—压力变送器 艾默生公司生产的375手操器 2016-10-27 23 压力仪表—压力开关 压力开关 1、压力开关是一种简单的（压力控制装置），当 被测压力达到额定值时，压力开关可发出（警报或 控制）信号。2、压力开关的工作原理是：当被测 压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位 移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变 （开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目 的半岛官方体育。3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧 管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。开 关元件有（磁性开关）、（水银开关）、（微动开 关）等。4.压力开关的开关形式有（常开式）和 （常闭式）两种。5、压力开关的调节方式有（两 位式）和（三位式）两种。6.压力开关的参数可 调，依实际使用压力范围调节 2016-10-27 24 温度仪表 玻璃管温度计 双金属温度计 压力式温度计 热电阻 热电偶 温度变送器 温度开关 非接触式温度计 2016-10-27 25 玻璃管温度计： 这种温度表非常简单、 普通。 目前高精度的往往使用 在仪表 校验间实验室内。 由于价格便宜，目前工 厂内还有应用。 2016-10-27 26 由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温度改变时，两面 的热胀冷缩程度不同，因此在不同的温度下，其弯曲程度发生改 变。利用这一原理，制成温度计叫双金属温度计。 双金属温度计 2016-10-27 27 压力式温度计 压力表式温度计的测量原理压力表式温度计是根 据在封闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱 和蒸汽，受热后体积膨胀或压力变化这一原理而 制作的，并用压力来测量这种变化，从而测得温 度。压力表式温度计主要由以下三部分组成： 温包——温包是直接与被测介质相接触来感受温度变化的元件，因此要求它具有高的强度，小的 膨胀系数，高的导热率以及抗腐蚀等性质，根据 所充工作介质和被测介质的不同，温包可用铜合 金，钢或不锈钢来制造。2.毛细管——它是用铜 或钢等材料冷拉成的无缝圆管，用来传递压力的 变化。3.弹簧管——它就是一般压力表用的弹性 元件。 2016-10-27 28 热电阻 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精 度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用 于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 热电阻测温原理： 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加 而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应 热电阻测温原理及材料：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都 由金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始 采用铑、镍、锰等材料制造热电阻。 热电阻测温系统的组成：热电阻测温系统一般由热电阻、连 接导线和数码温度控制显示表等组成。必须注意两点：“热电阻 和数码温度控制显示表的分度号必须一致；为了消除连接导线电 阻变化的影响，必须采取三线制接法。” 常用工业热电阻包括：铠装热电阻、装配热电阻、防爆热电阻 2016-10-27 29 热电阻接线 热电偶 热电偶是中高温区最常用的一种温度检测元件。它的主要特点是测 量精度高，性能稳定。它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的 基准仪。 热电偶的工作原理 两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。 当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势, 因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是 利用这一效应来工作的。热电偶按材料分最常用的为K型（4.096mV）K 镍铬--镍硅-200-+1000,E型(6.319mV),镍铬 铜镍-200-+700 2016-10-2731 如图所示，两种不同材料的导体或半导体A 和B焊接起来，构成一个闭合回路。置于被 测温度为t 的介质中，称为工作段，另一 端为自由端，放在温度为t0的恒定温度下， 当工作段的被测介质温度发生变化时，热电 势也随温度发生一定规律的变化。 热电偶产生的热电动势，其大小只与电极材料与两端的温差有关，而与热 电极的长度和直径的粗细无关。 采用热电偶为测量元件的变送器称之为热电偶温度变送器。从外观上看，