儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計(jì)算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)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(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)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(dòng)控制中的氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表，和電動(dòng)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。
儀器儀表能改善、擴(kuò)展或補(bǔ)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(yuǎn)鏡、聲級(jí)計(jì)、酸度計(jì)、高溫計(jì)等儀器儀表，可以改善和擴(kuò)展人的這些官能；另外，有些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線計(jì)數(shù)計(jì)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(jì)算和計(jì)數(shù)，如高速照相機(jī)、計(jì)算機(jī)等。
儀器儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡單儀器。
17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計(jì)；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。
19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。
儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，品種繁多，使用廣泛，而且不斷更新，有多種分類方法。按使用目的和用途來分，主要有量具量儀、汽車儀表、拖拉機(jī)儀表、船用儀表、航空儀表、導(dǎo)航儀器、駕駛儀器、無線電測試儀器、載波微波測試儀器、地質(zhì)勘探測試儀器、建材測試儀器、地震測試儀器、大地測繪儀器、水文儀器、計(jì)時(shí)儀器、農(nóng)業(yè)測試儀器、商業(yè)測試儀器、教學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。
屬于機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品的儀器儀表有工業(yè)自動(dòng)化儀表、電工儀器儀表、光學(xué)儀器，分析儀器、實(shí)驗(yàn)室儀器與裝置、材料試驗(yàn)機(jī)、氣象晦洋儀器、電影機(jī)械、照相機(jī)械、復(fù)印縮微機(jī)械、儀器儀表元器件、儀器儀表材料、儀器儀表工藝裝備等十三類。它們通用性較強(qiáng)，批量較大，或?yàn)閮x器儀表工業(yè)所必需的基礎(chǔ)。
各類儀器儀表按不同特征，例如功能、檢測控制對(duì)象、結(jié)構(gòu)、原理等還可再分為若干的小類或子類。如工業(yè)自動(dòng)化儀表按功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表和執(zhí)行器等；其中檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表和機(jī)械量測量儀表等；溫度測量儀表按測量方式又分為接觸式測溫儀表和非接觸式測溫儀表；接觸式測溫儀表又可分為熱電式、膨脹式、電阻式等。
其他各類儀器儀表的分類法大體類似，主要與發(fā)展過程、使用習(xí)慣和有關(guān)產(chǎn)品的分類有關(guān)。儀器儀表在分類方面尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，儀器儀表的命名也存在類似情況。
衡量儀器儀表性能的主要技術(shù)指標(biāo)有精確度、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間等。精確度表示儀表測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級(jí)來表示，如0.1級(jí)、0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)等，0.1級(jí)表示儀表總的誤差不超過±0.1％范圍。精確度等級(jí)數(shù)小，說明儀表的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，也就是這種儀表精密。
靈敏度表示當(dāng)被測的量有一個(gè)很小的增量時(shí)與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的最小被測量；響應(yīng)時(shí)間是指儀表輸入一個(gè)階躍量時(shí)，其輸出由初始值第一次到達(dá)最終穩(wěn)定值的時(shí)間間隔，一般規(guī)定以到達(dá)穩(wěn)定值的95％時(shí)的時(shí)間為準(zhǔn)；此外，還有重復(fù)性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術(shù)指標(biāo)。
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷對(duì)儀器儀表提出更高更新的要求。在現(xiàn)代科學(xué)研究試驗(yàn)、精密測試系統(tǒng)、生產(chǎn)過程自動(dòng)檢測控制系統(tǒng)，以及各種管理自動(dòng)化系統(tǒng)中，儀器儀表都是重要的技術(shù)工具。
為了進(jìn)一步提高儀器儀表的各種性能，增強(qiáng)耐受各種苛刻使用環(huán)境的能力，提高可靠性和使用壽命，儀器儀表將不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件。例如利用超聲波微波、射線、紅外線、核磁共振、超導(dǎo)、激光等原理，以及采用各種新型半導(dǎo)體敏感元件、集成電路、集成光路、光導(dǎo)纖維等元器件。其目的是實(shí)現(xiàn)儀器儀表的小型化、減輕重量、降低生產(chǎn)成本和便于使用與維修等。
另一重要的趨勢(shì)是，通過微型計(jì)算機(jī)的使用來提高儀器儀表的性能，提高儀器儀表本身自動(dòng)化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單頂使用，而且可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)通道，與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。
電阻在儀表中隨處可見，學(xué)習(xí)網(wǎng)小編在本文介紹電阻的基本知識(shí)，分享電阻檢測方法及電阻更換方法，對(duì)大家正確使用電阻大有幫助。
物體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，利用這種阻礙作用做成的元件稱為電阻器，簡稱電阻。電阻是儀表電路中最基本、常用的元件；主要用來穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，即降壓、限流、調(diào)幅、分流、隔離等作用。電阻的圖形符號(hào)和電阻文字符號(hào)請(qǐng)參閱"圖形符號(hào)和文字符號(hào)"所示，電阻文字符號(hào)為R，其單位有歐姆(Ω)、千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)。
常用的電阻有線繞電阻、碳膜電阻、合成碳膜電阻、金屬膜電阻、實(shí)心碳質(zhì)電阻、排電阻等。
1、電阻的檢測方法
電阻的檢測可使用測量電阻值，來判斷其是否有斷路、短路及阻值變化等故障。檢測儀表電路中的電阻，可以采用在線檢測或開路檢測。
①電阻在線檢測方法
在線檢測是用萬用表直接對(duì)電路板上的電阻檢測，而不用將電阻器焊下。該方法簡便，但有時(shí)會(huì)受電路中其他的影響而造成測量誤差。故在線檢測時(shí)，一定要考慮電路中其他元器件對(duì)電阻值的影響，操作步驟如下：
A、首先斷開電路板的。然后觀察欲檢測的電阻，看其有無燒焦、引腳斷裂、引腳與銅箔線斷路或虛焊等情況。
B、然后根據(jù)電阻的標(biāo)稱阻值，選擇好萬用表的量程，測量該電阻的阻值，記住測量電阻值R1。對(duì)換萬用表的兩只表筆，再測量得到另一個(gè)測量電阻值R2，比較兩次測量的阻值，取較大的電阻值作為參考值，如果該值等于或很接近被測電阻的標(biāo)稱電阻值，則可以判斷該電阻器正常。如果該值大于被測電阻的標(biāo)稱阻值較多，則可以判斷該電阻損壞。如果該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)稱電阻值，有可能是由
于電路中并聯(lián)有其他小阻值電阻而造成的，這時(shí)應(yīng)采取焊開電阻器來進(jìn)行檢測判斷。
?、陔娮栝_路檢測方法
開路檢測法可對(duì)單個(gè)電阻器進(jìn)行獨(dú)立檢測。與在線檢測相比，開路檢測能有效地避免電路中其他元器件的影響，從而確保測量的準(zhǔn)確性，但操作稍復(fù)雜。開路檢測有兩種方法，一種方法是將電阻器一端引腳從電路板上焊下，用萬用表對(duì)電阻檢測。另一種方法是切斷電阻器一端引腳與印刷電路的銅箔線，然后進(jìn)行測量。將測量值與標(biāo)稱電阻值進(jìn)行比較來判斷該電阻是否正常。測量完成后應(yīng)馬上把電阻器進(jìn)行焊接復(fù)原，以避免漏焊而出現(xiàn)新的故障。測量高阻值的電阻器時(shí)，兩只手不要與表筆和電阻器的兩電極接觸，以防人體電阻分流引起測量誤差。
2、電阻更換方法
經(jīng)檢查有故障的電阻應(yīng)進(jìn)行更換。電阻更換優(yōu)先采用同型號(hào)、同材質(zhì)、同電阻值的。如沒有一模一樣的電阻時(shí)，可以考慮代用，但應(yīng)注意在一般電路中允許用大功率電阻替代同值的小功率電阻對(duì)于有溫度要求的場合應(yīng)考慮電阻器的工作溫度，如金屬膜電阻可在125℃以下長期工作，而碳膜電阻只適合在70℃以下的溫度下工作；不能用普通電阻代替精密電阻。用于保護(hù)電路取樣的電阻要采用原值、等功率電阻更換。
電阻損壞后，如沒有同規(guī)格的電阻更換時(shí)，可以采用電阻相串聯(lián)或并聯(lián)的方式來應(yīng)急。利用電阻的串聯(lián)公式R=R1+R2+...+Rn將幾個(gè)低阻值的電阻變成所需的高阻值電阻使用?？衫秒娮璧牟⒙?lián)公式1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn將幾個(gè)高阻值電阻變成所需的低阻值電阻使用。不論是串聯(lián)還是并聯(lián)，各電阻器上分擔(dān)的功率數(shù)不得超過該電阻器本身允許的額定功率。
熔斷電阻損壞后，沒有同型號(hào)的熔斷電阻更換時(shí)，可使用與其主要參數(shù)相同的其他熔斷電阻；代換阻值很小的熔斷電阻可用熔斷直接代用；還可采取電阻與熔斷相串聯(lián)的形式來代用，但電阻的阻值和功率應(yīng)與損壞的熔斷電阻相同，熔斷器的額定電流I可按以下公式來選擇。
測試系統(tǒng)種類繁多，按照構(gòu)成形式，可分為儀器儀表式測試系統(tǒng)、集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)三種方式，三種測試系統(tǒng)的構(gòu)成和原理有很大差異，實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要選擇合適的方式。
一、儀器儀表式測試系統(tǒng)構(gòu)成及原理
儀器儀表式測試系統(tǒng)一般包括多個(gè)測試單元，每個(gè)測試單元完全獨(dú)立，測試單元包括一次傳感器及二次儀表兩個(gè)部分；一次傳感器一般為交流互感器或直流分流器，其特點(diǎn)是一次傳感器及二次儀表均按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)均可溯源。因此，用戶可以靈活選擇不同廠家的傳感器及儀表，自行組建測試系統(tǒng)。
早期的儀器儀表通常功能比較單一，以功率測試系統(tǒng)而言，由電壓表、電流表、頻率計(jì)、功率計(jì)等構(gòu)成?，F(xiàn)代新型的功率測試儀器(一般稱功率分析儀)則由一臺(tái)儀器完成上述所有參量的測量。
儀器儀表式測試系統(tǒng)在電機(jī)試驗(yàn)中被廣泛采用，對(duì)于傳統(tǒng)工頻測量，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。主要難度在于低功率因數(shù)、變頻等測試
典型的儀器儀表式測試系統(tǒng)原理框圖
二、集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將各種類型的傳感器輸出的模擬或數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字量，由計(jì)算機(jī)接口采集成為內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，按需要處理成相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，供傳送、顯示、打印輸出。集中式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有人機(jī)界面良好，操作簡單，功能齊全等優(yōu)點(diǎn)。
集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心技術(shù)是多路采集卡，目前，生產(chǎn)采集卡的廠家較多，大多只適用于工業(yè)控制。
集中式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理框圖
三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
多個(gè)測試模塊或測試子系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的通訊接口與上位機(jī)連接，即可構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是組合能力強(qiáng)，易于擴(kuò)展;測試模塊或子系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)，易于維護(hù);分散測量，集中管理，對(duì)系統(tǒng)硬件要求低，可靠性高;采用數(shù)字通訊取代模擬信號(hào)傳輸，電磁兼容性能好，適合惡劣環(huán)境工作。
分布式計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理框
四、三種測試系統(tǒng)的主要區(qū)別
分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從實(shí)現(xiàn)的功能角度看，與集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)差不多。但實(shí)現(xiàn)功能的方法完全不同：
集中式數(shù)據(jù)采集的核心是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及輸入信號(hào)的調(diào)理。
分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的骨架是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。研制者都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實(shí)時(shí)性、兼容性、可擴(kuò)充性進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，而這些性能，也是分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的魅力所在。
集中式數(shù)據(jù)采集與分布式數(shù)據(jù)采集的共同特點(diǎn)是兩者均研究事物的共性，前者的共性是信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化，后者的共性是網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化，電機(jī)試驗(yàn)測試專業(yè)程度較高，目前，應(yīng)用多的還是各種專業(yè)儀器儀表。
小型的集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及含通訊接口的儀器儀表，可以作為分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)子站
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