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什么是儀表

儀器儀表（英文：instrumentation） 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。真空檢漏儀、壓力表、測長儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。

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。

儀表功能及作用

儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計、真空離心濃縮儀等儀器儀表，可以改善和擴展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強計、射線計數(shù)計等可感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的物理量，還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數(shù)，如高速照相機、計算機等。

儀器是科學技術(shù)發(fā)展的重要“工具”?？茖W家王大珩先生指出，“機器是改造世界的工具，儀器是認識世界的工具”。儀器是工業(yè)生產(chǎn)的“倍增器”，是科學研究的“先行官”，是軍事上的“戰(zhàn)斗力”，是現(xiàn)代社會活動的“物化法官”。不言而喻，儀器在當今時代推動科學技術(shù)和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有非常重要的地位。儀器是科學技術(shù)發(fā)展的重要前提和根本保障。人類發(fā)展史上任何一次大的飛躍都是基于工具的巨大創(chuàng)新和根本變革驅(qū)動的，作為“工具”的科學儀器的發(fā)展和創(chuàng)新往往是催生科技創(chuàng)新的重要要素。

儀器是經(jīng)濟發(fā)展和國防安全的重要保障。儀器是保障經(jīng)濟發(fā)展、國家安全不可或缺的重要基礎條件。首先，科學家錢學森先生指出：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。信息技術(shù)由測量技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)三部分組成。測量技術(shù)則是關(guān)鍵和基礎”。

儀器是推進和諧社會建設的重要力量。全球的資源枯竭、環(huán)境污染等問題已成為社會健康發(fā)展的瓶頸；食品安全問題、公共突發(fā)事件、疾病診斷、易燃易爆化學危險品等給人民的生活帶來了嚴重影響，這些重大問題的解決都離不開先進的檢測技術(shù)和手段。

數(shù)字化、智能化

因為微電子技能的提高，儀器儀表產(chǎn)物進一步與微處置器、PC技能交融，儀器儀表的數(shù)字化、智能化程度不時獲得進步。以美國德州儀器公司提出的“DSPS”概念為例，以DSP芯片為中心，共同進步前部的夾雜旌旗燈號電路、ASIC電路、元件及開拓東西等供應整個使用系統(tǒng)的處理方案。儀器儀表中采用了很多的超大規(guī)劃集成(VLSI)的新器件、外表貼裝技能(SMT)、多層線路板印刷、圓片規(guī)劃集成(WSI)和多芯片模塊(MCM)等新工藝，CAD、CAM、CAPP、CAT等核算機輔佐伎倆，使多媒體技能、人機交互、恍惚節(jié)制、人工神經(jīng)元收集等新技能在現(xiàn)代儀器儀表中獲得了普遍使用。

收集化

多種智能化儀器儀表已陸續(xù)面向市場，儀器儀表正派歷著深入的智能化革新。集成測試系統(tǒng)也走向了收集化，各臺儀器之間經(jīng)過GPIB總線、VXI總線相連。

微型化

MEMS產(chǎn)物包括汽車加快計，壓力、化學、流量傳器、微光譜儀等產(chǎn)物，普遍使用于情況科學、航天、生物醫(yī)療、汽車工業(yè)、軍事、工業(yè)節(jié)制等范疇。

儀表檢修方法對比法

具體方法是：讓有故障的儀表和正常儀表在相同情況下運行，而后檢測一些點的信號再比較所測的兩組信號，若有不同，則可以斷定故障出在這里。這種方法要求維修人員具有相當?shù)闹R和技能。

要求有兩臺同型號的儀表，并有一臺是正常運行的。使用這種方法還要具備必要的設備，例如，萬用表、示波器等。按比較的性質(zhì)分有，電壓比較、波形比較、靜態(tài)阻抗比較、輸出結(jié)果比較、電流比較等。

儀器儀表電容旁路法

當某一電路產(chǎn)生比較奇怪的現(xiàn)象，例如顯示器混亂時，可以用電容旁路法確定大概出故障的電路部分。

儀器儀表隔離法

故障隔離法不需要相同型號的設備或備件作比較，而且安全可靠。根據(jù)故障檢測流程圖，分割包圍逐步縮小故障搜索范圍，再配合信號對比、部件交換等方法，一般會很快查到故障之所在。

儀器儀表敲擊法

經(jīng)常會遇到儀器運行時好時壞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象絕大多數(shù)是由于接觸不良或虛焊造成的。對于這種情況可以采用敲擊與手壓法。

儀器儀表狀態(tài)調(diào)整法

一般來說，在故障未確定前，不要隨便觸動電路中的元器件特別是可調(diào)整式器件更是如此，例電位器等。但是如果無紙記錄儀事先采取復參考措施（例如，在未觸動前先做好位置記號或測出電壓值或電阻值等），必要時還是允許觸動的。也許改變之后有時故障會消除。

IC的電源和地端；對晶體管電路跨接在基極輸入端或集電極輸出端，觀察對故障現(xiàn)象的影響。如果彩色無紙記錄儀電容旁路輸入端無效而旁路它的輸出端時故障現(xiàn)象消失，則確定故障就出現(xiàn)在這一級電路中。

儀器技術(shù)

傳感技術(shù)

傳感技術(shù)不僅是儀器儀表實現(xiàn)檢測的基礎，也是儀器儀表實現(xiàn)控制的基礎。這不僅因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎，并且是由于控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。

廣義而言傳感技術(shù)必須感知三方面的信息，它們是客觀世界的狀態(tài)和信息，被測控系統(tǒng)的狀態(tài)和信息以及操作人員需了解的狀態(tài)信息和操控指示。在這里應注意到客觀世界無窮無盡，測控系統(tǒng)對客觀世界的感知主要集中于與目標相關(guān)的客觀環(huán)境（簡稱既定目標環(huán)境），既定目標環(huán)境之外的環(huán)境信息可通過其它方法采集。被測控系統(tǒng)可以是簡單的物或單一的樣本，可以是復雜的無人直接操縱的自動系統(tǒng)，可以是有人（群）在內(nèi)操作的大型自動化系統(tǒng)或社會活動系統(tǒng)，也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態(tài)為目標的傳感技術(shù)是醫(yī)療診治儀器的基礎和核心。操作人員可以是單人，但在系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。

窄義而言，傳感技術(shù)主要是客觀世界有用信息的檢測，它包括有用被測量敏感技術(shù)，涉及各學科工作原理、遙感遙測、新材料等技術(shù)；信息融合技術(shù)，涉及傳感器分布，微弱信號提?。ㄔ鰪姡瑐鞲行畔⑷诤?，成像等技術(shù)，傳感器制造技術(shù)，涉及微加工，生物芯片，新工藝等技術(shù)。

儀器儀表系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成技術(shù)直接影響儀器儀表和測量控制科學技術(shù)的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統(tǒng)、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響，它是系統(tǒng)級層次上的信息融合控制技術(shù)，包括系統(tǒng)的需求分析和建模技術(shù)，物理層配置技術(shù)，系統(tǒng)各部份信息通信轉(zhuǎn)換技術(shù)，應用層控制策略實施技術(shù)等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還包括各級操作人員需求分析技術(shù)。

儀器儀表智能控制

智能控制技術(shù)是人類以接近方式，通過測控系統(tǒng)以接近方式監(jiān)控智能化工具、裝備、系統(tǒng)達到既定目標的技術(shù)，是直接涉及測控系統(tǒng)的效益發(fā)揮的技術(shù)，是從信息技術(shù)向知識經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。智能控制技術(shù)可以說是測控系統(tǒng)中最重要和最關(guān)鍵的軟件資源。從發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERP/MES/PCS三級結(jié)構(gòu)的計算機測控系統(tǒng)中，軟件的價格已超過硬件的3倍。而有關(guān)石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動化測控系統(tǒng)的先進控制軟件價格就超過系統(tǒng)硬件價格。智能控制技術(shù)包括仿人的特征提取技術(shù)，目標自動辨識技術(shù)，知識的自學習技術(shù)，環(huán)境的自適應技術(shù)，優(yōu)質(zhì)決策技術(shù)等。

儀器儀表人機界面

人機界面技術(shù)主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備、主系統(tǒng)的操作員操作儀器儀表或主設備、主系統(tǒng)服務。它使儀器儀表成為人類認識世界、改造世界的直接操作工具。儀器儀表、甚至配有儀器儀表的主設備、主系統(tǒng)的可操作性、可維護性主要由人機界面技術(shù)完成。儀器儀表具有一個美觀、精致、操作簡單、維護方便的人機界面，常成為人們選用儀器儀表及配有儀器儀表的主設備、主系統(tǒng)的一個重要條件。

人機友好界面技術(shù)包括顯示技術(shù)、硬拷貝技術(shù)、人機對話技術(shù)、故障人工干預技術(shù)等。考慮到操作人員從單機單人向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發(fā)展、人機友好界面技術(shù)正向人機大系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展。此外，隨著儀器儀表的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化發(fā)展，識別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術(shù)也日益受到重視。