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測量儀器儀表的基本功能

點擊:   作者:天友利標準光源有限公司      發布日期:2014-07-08
測量儀表或工具是實現測量任務的物質手段。為了實現各種復雜的測量任務,測量儀表必須具備許多基本功能。概括起來,測量儀表的基本功能有4種,即變換、選擇、比較和顯示功能。下面分別予以簡單敘述。 1、變換功能 在生產過程中,有些參數不便于直接測量。例如,溫度是

   測量儀表或工具是實現測量任務的物質手段。為了實現各種復雜的測量任務,測量儀表必須具備許多基本功能。概括起來,測量儀表的基本功能有4種,即變換、選擇、比較和顯示功能。下面分別予以簡單敘述。
  1、變換功能
  在生產過程中,有些參數不便于直接測量。例如,溫度是表征物體內部分子熱運動平均動能的物理量,此量不易測量,只能借助其他物質的某一物理性質受熱變化的特性來測量。有些參數雖然能直接測量,但是,測量結果往往不便于傳輸、處理和比較。這時,需要將被測量變換成便于傳輸的量,或者將被測量和標準量都變換成另一個便于比較和處理的量。這種利用物質的物理、化學性質,把被測量轉變成便于測量、傳輸和處理的另一個物理量的過程,稱為測量的變換。例如,爐溫的測量,常常是利用熱電效應,把被測溫度(熱能)轉換成熱電動勢(電能),再經毫伏檢測儀表把電動勢轉換成儀表指針的位移,然后與溫度標尺相比較而顯示出被測量溫度的數值;智能壓力變送器把壓力變換成電流信號,便于遠距離傳輸、顯示、調節和計算機控制。
  總之,變換是測量儀表的主要功能之一。它可以使不能測量的參數實現測量,可以使同一參數的測量方法和途徑更多,可以使測量結果的傳輸更方便、更迅速、也可以使測量精度大大擔高。在傳輸信號統一化、規格化和計算機集中控制的今天,變換更必不可少。可以這么說,變換已經成了檢測技術的基礎和測量工作的核心。
  根據材料物理、化學性質對各種參數的敏感性,人們特意制成了一系列能夠完成各種變換任務的元件,稱為變換元件。使變換元件的功能更完善,使用起來更方便的縱使裝置稱為傳感器。
  另外,在變換過程中,往往要求信號足夠大,以便于傳輸和滿足其他功能的要求,這時就要對信號進行放大。放大也是變換,是一種特殊形式的變換,即同性質的量的變換。
   2、選擇功能
  測量儀表或變換元件的輸出量y與輸入量x往往不是單一的函數關系。
  為了實現測量,在設計制造測量儀表或變換元件時,應使其具有選擇的功能,即選擇有用測量信號而抑制其他干擾信號的功能。以DDZ=Ⅲ型壓力變送器為人例,它是利用彈性元件受壓變換形產生位移,再將位轉變成電流信號的。但是,輸出電流信號I與輸入壓力信號P不是單值函數關系,它受彈性元件的材質、幾何尺寸和剛度的影響,受電源電壓、頻率波動的影響,受輸出負載阻抗的影響,受環境高溫、濕度及外磁場的影響等。因此,在設計、制造變送器時,除了對彈性元件進行合理設計,并進行穩定性工藝處理之處,還要根據平衡原理,進行深度負反饋,在電路上進行溫度補嘗等,使變送器排除其他因素的干擾,具有只對被測壓力敏感的選擇功能。
  3、比較功能
  在前面的測量方法中已經講到,為了提高測量精度,在多數測量儀表都采取將被測量與標準量進行比較的方法,即測量儀表的比較功能。這里,標準量應保持穩定和準確。
  4、顯示功能
  測量的目的是獲取測量結果。測量儀表將測量結果指示或記錄下來的功能,稱為顯示功能。根據實際生產的需要,對測量結果的顯示有瞬時值的顯示,有時間歷程的顯示,也有累計值的顯示。有的測量儀表能同時顯示、記錄若干個參數的測量值,有的測量儀表還能對許多參數進行巡回顯示、記錄。
  測量儀表的顯示形式可分為模擬式、數字式和圖像式三種。各種指針式儀表的角位移、線位移屬于模擬式顯示;數碼顯示器的數字、數碼顯示或打印屬于數字式顯示;圖像式屏幕顯示還能顯示典線、表格、圖像背景及被測量的動態變換過程。
  測量儀表能否很好的實現它的基本功能,取決于儀表的一系列基本性能指標,如精確度、穩定性、抗干擾能力以及使用壽命等。這些指標是通過對儀表的精心設計和制造來實現的。

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