仪器仪表基础知识

仪器仪表基础知识仪表基础知识一一仪表分类检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见）；按仪表组合形式，可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置；按仪表安装形式，可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表；随着微处理机的蓬勃好燕尾服，根据仪表有否引入微处理机（器）又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号的形式可分为模似仪表和数字仪表。显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表，其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点），其中又有在纸记录或无纸记录，若是有纸记录又分笔录和打印记录。调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。由于微处理机引入，又有可编程调节器与固定程序调节器之分。执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动执行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类，按结构特点分通常有直通单座、直通双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式）、阀体分离等，按流量特性分为直线、对数（等面分比）、抛物线、快开等。这类分类方法相对比较合理，仪表覆盖面也比较广，但任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序，它们中间互有渗透，彼此沟通。例如变送器具有多种功能，温度变送器可以划归温度检测仪表，差压变送器可以划归流量检测仪表，压力变送器可以划归压检测仪表，若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表，很难确切划归哪一类，中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。压力的解释:1、 大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。2、 差压（压差）：两个压力之间的相对差值。3、 绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力而言的压力。4、 表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压＞0。5、 负压（真空表压力）：和“表压力''相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压＜0o6、 静态压力：一般理解为''不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值"。7、 动态压力：和''静态压力"相对应，''随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。"通常用1/2pv2计算。式中p—流体密度；v—流体运动速度。”HART协议和现场总线技术有哪些异同？HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。同时，两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。HART和现场总线都采用设备描述，实现设备的互操作和综合运用。所以，它们之间有一定的相似之处。它们之间的不同有以下四点：1） 现场总线采用真正的全数字通信，而HART是以FSK方式叠加在原有的4〜20mA模拟信号上的，因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态；2） 现场总线多采用多点连接，HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式；3） 用现场总线组成的控制系统中，设备间可以直接进行通信，而不需要经过主机干预；4） 现场总线设备相对HART设备而言，可以提供更多的诊断信息。所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中，而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性？智能化仪表的优越性主要有：对仪表制造过程一一简化调校过程、补偿传感器缺陷（如线性化、环境因素补偿等）、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。对仪表安装调试过程一一简化安装调试过程（如对线、清零）、降低安装调试成本。对仪表运行过程一一提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理（需要系统和设备管理软件的支持）。压力/差压变送器有哪些选型原则？在压力/差压变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，必须选用隔离型变送器。在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。在选型时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200°C〜400°C，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程可调范围，最好将使用的量程范围设在它量程的1/4〜3/4段，这样精度会有保证，对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合（液位测量）需要对变送器的测量范围迁移，根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量，迁移有正迁移和负迁移之分。为何变送器输出固定在20.8mA?如何解决？变送器输出固定在20.8mA，表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限，仪表处于输出饱和状态。可以进行以下几项检查：1） 检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号，确定所选的传感器型号和设定量程的正确性；2） 检查导压管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引压阀，检查阀门是否完全打开；3） 确认引入的被测信号是稳定的输入量；如果被测量是液体，确认不存在残留气体；如果被测量事干燥气体，确认不存在液体；4） 检查传感器法兰测是否存在沉淀，法兰是否有被腐蚀现象；5）如果是远传法兰型变送器，检查两个被测信号间是否存在位差，计算由位差所引起的差压是否大于传感器量程;检查供电电源是否在12V〜24VDC之间；利用手持操作器对仪表进行自检和参数读取，检验是否智能电子部件故障或未经初始化。变送器的维护工作主要包括以下几个方面：巡回检查：仪表指示情况，仪表示值有无异常；气动变送器气源压力是否正常；电动变送器电源电压是否正常；环境温度、湿度、清洁状况；仪表和工艺接口、导压管和阀门之间有无泄漏、腐蚀。定期维护：定期检查零点，定期进行校验；定期进行排污、排凝、放空；定期对易堵介质的导压管进行吹扫，定期灌隔离液。设备大检查：检查仪表使用质量，达到准确、灵敏，指示误差、静压误差符合要求，零位正确；仪表零部件完整无缺，无严重锈垢、损坏，铭牌清晰无误，紧固件不得松动，接插件接触良好，端子接线牢固；技术资料齐全、准确、符合管理要求。质量流量控制器的工作压差范围是个什么概念？质量流量控制器(MFC)中设置有一个气体流量调节阀门，阀门能使通过控制器的流量从零调节到测量的满量程，在工作的过程当中，控制器的入口和出口之间会产生一个气压降，即压差。MFC的工作压差范围通常为0.1〜0.3MPa，若压差低于最低值(0.1MPa)，有可能控制达不到满量程值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能关闭时流量不能小于2%F.S。用户使用MFC时，无论用户工作的反应室是真空还是高压，应做到使MFC进出气两端的压差保持在所要求压差范围之内，并且要求气压要相对稳定。电磁流量计常见故障现象有:（1）无流量信号；（2）输出晃动；（3）零点不稳；（4）流量测量值与实际值不符；（5）输山信号超满度值5类。经常采用的检查手段或方法及其检查内容有哪些？（1） 通用常规仪器检查（2） 替代法利用转换器和传感器间以及转换器内务线路板部件间的互换性，以替代法判别故障所在位置。（3） 信号踪迹法用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试电磁流量转换器。检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。用模拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上位传感器发生的。若足转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道系统，因涉及面广，常不易办到。特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通常只有在作完其他各项检查，最后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。使用超声波流量计应注意哪些问题？（1） 根据介质、流量及工作场地的不同，选择合适的流量计型式；（2） 根据不同型式的超声波流量计以合理的方式安装换能器；（3） 定期维护，经常检查流量计工作状态、显示器的连接；（4） 定期校准流量计。我厂污水排放测量用的是电磁流量计，流量计安装前经过了检定，可计量数据一直和其他流量计指示的量值不一致，原因何在？极有可能是安装位置不对。若流量计装于系统的最高处，管道中的气泡会严重影响计量精度；或流量计装在流体向下流动的垂直管道上，有可能产生非满管流。建议将流量计装在系统位置较低的水平管道上或向上流动的垂直管道上，最好在系统中安装消气器或排气阀什么是质量流量计？什么是质量流量控制器？质量流量计，即MassFlowMeter（缩写为MFM）,是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。质量流量控制器，即MassFlowController(缩写为MFC),不但具有质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值。简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置,是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么？流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。对于多数流量测控系统而言，很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。对于普通的流量计，压力及温度的波动将导致较大的误差；对于质量流量计/质量流量控制器，则一般可以忽略不计。测量控制的自动化质量流量计/质量流量控制器可以将流量测量值以输出标准电信号输出。这样很容易实现对流量的数字显示、累积流量自动计量、数据自动记录、计算机管理等。对质量流量控制器而言，还可以实现流量的自动控制。通常，模拟的MFC/MFM输入输出信号为0〜+5V或4〜20mA,数字式MFC/MFM还配有RS232或RS485数字串行通讯口，能非常方便地与计算机连接,进行自动控制。精确地定量控制流量质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制、对于不同气体的比例控制等特别有用。适用范围宽有很宽的工作压力范围，我们的产品可以从真空直到10MPa;可以适用于多种气体介质(包括一些腐蚀性气体，如HCL)；有很宽的流量范围，我们的产品最小流量范围可达0〜5sccm，最大流量范围可达0〜200slm。流量显示的分辨率可达满量程的0.1%,流量控制范围是满量程的2〜100%(量程比为--50:1),因此在很多领域得到广泛应用。雷达物位测量装置前景广阔我国这些年工业发展迅速，种类逐渐齐全，而物位测量仪表作为工业生产不可缺少的重要仪表，需求量很大。巨大市吸引力也造成了激烈的竞争。虽然目前国内物位仪表生产厂家众多，但大多是技术含量较低、精度比较低的产品，即便销量可观，经济效益也不可观。怎样的产品才能有效的占领国内物位仪表市场呢，关键在于开发和生产先进，精确的高档产品。根据有关机构的调查显示，在物位测量装置的选购标准中，最受人们关注的因素依次是：精度，可靠性，耐久性，操作简易度，价格，技术支持等。很明显，精度是人们关心的首要参数。而很多市场预测也验证了这一观点。根据ARC咨询集团的研究报告显示，雷达物位测量装置将是连续物位测量领域前景最被看好的测量装置。当有效的控制成本和提高效益对于使用者越来越重要的时候，高精度的测量装置变得越来越受欢迎。随着价格的下降和人们对其技术的认可度不断提高，雷达测量装置在工业上的使用也变得越来越广泛，而不是仅仅在油箱中使用。因此，雷达物位测量装置以其技术上的不断革新而占领着越来越大的市场份额。ARC预计全球雷达式物位仪表市场到2007年将达到3.88亿美元，年增长率为10.3%。雷达式物位仪表取得这一可观增长率时，其他物位测量技术正奋力争取一位数的年增长率和许多传统的水平测量工艺不同，雷达测量装置具有非常高的精度，并能够适应各种非常恶劣的测量环境，测量时不依赖过程密度，压力和温度等环境因素，制造商们利用这些优点给使用者提供越来越好的产品。随着雷达式物位技术进入其生命周期成熟期，其广泛采用在很大程度上受其快速ROI(投资回报)、低维护及高可靠性特点的驱动。用户相信，雷达式物位仪表能提供高性价比，且即使在数量不断增加的情况下也能顺利实施。而作为一种首次用于罐储量测量的物位测量技术，标志着雷达物位装置已在更广阔的过程物位测量领域中取得了重大进展。在ARC的研究报告中，接触式和非接触式物位测量装置总体被分为3类：高端产品，中端产品和低端产品。总的来说，雷达测量装置会有很好的市场前景，但仍然会受到传统测量装置的''挑战”，供应商们最好根据自己的市场份额和整个市场的增长速度来制定自己的市场策略。目前被过程控制行业看好的回路供电测量仪表(Looppowereddevices)，目前已经非常普遍。此外，电池供电及无线雷达式物位仪表亦开始在市场上出现。各种相关技术的不断进步和雷达式物位计的成本的有效控制，正有效的促进着雷达式物位仪表市场的不断增长。用雷达式物位仪表来取代传统物位测量技术，将为雷达供应商带来巨大的商机。目前国内常用的气体传感器有哪些？目前按照气敏特性来分，主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。请介绍一下半导体型气体传感器的优缺点。自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。半导体传感器为什么需要加热？半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。电化学气体传感器是怎样工作的?电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。半导体传感器和电化学传感器的区别？半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。固态电解质气体传感器是怎样的？顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。接触燃烧式气体传感器是怎样的？接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。光学式气体传感器是怎样的？光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。一、基础知识部分1、 什么是测量？答：测量就是将已知的标准量和未知的被测物理量进行比较的过程。2、 测量如何分类？答：按形式可分为直接测量、间接测量和组合测量3、 什么是测量误差？答：在进行任何测量过程中，由于测量方法的不完善，测量设备、测量环境以及人的观察力等都不可避免的出现一定的误差，而使测量结果受到歪曲，使测量结果与被测真值之间存在一定差值，这个差值即是测量误差。4、 仪表的检定方法有哪些？答：1、示值比较法2标准物质法5、 热的三种传递方式是哪些？答：传导、对流、辐射6、 三极管的输出特性区分为哪三个区域？答：截止区、放大区、饱和区7、 执行器是由哪几部分组成的？答：执行器由执行机构和调节阀组成。8、 什么叫PID调节？答：PID调节就是指调节仪表具有比例（P）、积分（I）、微分（D）作用的功能。9、 动圈式温度仪表由哪几部分组成？答：指示调节型包括三部分：动圈测量机构、测量电路和电子调节电路。指示型只有两部分：动圈测量机构和测量电路。10、 什么叫灵敏度？答：灵敏度是仪表对被测量物体的反应能力，它反映仪表对被测参数的变化的灵敏程度。11、电偶的电动势大小与哪些因素有关？答：热电偶的材料和两接点的温度差。12、 热电偶产生电动势的条件是什么？答：两电极的材料不同和两接点的温度不同13、 压力式温度计的测量范围是多少？答：0~300，C14、 为什么测量二极管好坏时，不能使用万用表的*1档？答：电流过大，容易损坏二极管。15、 差压变送器导压管漏会有什么结果？答：正压侧漏会使仪表指示值偏低，负压侧漏指示值偏高。二、控制理论部分1、 什么叫闭环控制？答：闭环控制系统是根据被控量与给定值的偏差进行控制的系统。2、 闭环控制中，常用什么参数来衡量控制质量？答：分析一个闭环控制系统的性能时，常用上升时间和过度过程时间来衡量系统的快速性，超调量和衰减度来代表系统的稳定性，静差大小来表示系统的准确性。3、 什么叫顺序控制？答：根据生产工艺的要求，对开关量实现有规律的控制，称之为顺序控制。4、 变送器的作用是什么？答：变送器的作用是将测量元件测出的被控量变换成控制器所需要的信号类型。5、 比例调节器作用的优点是什么？答：比例调节器作用的优点是反应速度快，调节作用能立即见效，即当有偏差信号输入时，调节器的输出立即与偏差成比例的变化，较快的克服干扰所引起的被调参数的波动。输出的偏差信号越大，输出的调节作用越强，这是比例调节器的一个显著特点。6、 在电动PID调节中，偏差检测电路的作用是什么？答：偏差检测电路的作用是将输入信号与给定信号进行比较，并将比较后的偏差信号送到调制式放大器的输入端7、 简述PID调节系统的过度过程。答：当干扰出现时，微分调节立即动作，同时，比例调节也起克服作用，使偏差的幅度减小，接着积分开始起作用，该系统较比例积分系统具有更强的克服偏差的能力。PID调节写只经过短暂的衰减震荡后，偏差即被消除，进入新的稳定状态。8、 简述三冲量给水调节系统的信号来源答：在三冲量给水调节系统中，调节器接受三个输入信号：主信号汽包水位H，前馈信号蒸汽流量D,和反馈信号给水流量W。其中，蒸汽流量和给水流量是引起汽包水位变化的主要原因，当引起汽包水位变化的扰动一经发生，调节系统立即动作，能即使有效的控制水位的变化。9、 级控制系统的调节器选择的一般原则是什么？答：（1）副回路应包围强扰动引入处（2） 副回路要尽可能将大时间常数的对象部分包围。（3） 主副调节器要选择不同调节规律的调节器。10、 为什么不能单独使用微分调节？答：单纯的微分调节器的输出只能反映偏差信号的速度，不能反应偏差大小，调节的结果不能消除静差，因此不能单独的使用微分调节器，而总要和比例或积分规律结合起来使用。11、 我厂的给水控制采用的是什么控制方式？答：串级三冲量控制12、 在给水控制中，哪个是主信号，哪个是副信号，哪个要反接？答：汽包液位是主信号，给水流量和蒸汽流量是副信号，蒸汽流量要反接。13、 什么叫负反馈？答：指输出端送回的反馈信号与输入信号相位相反，信号相互抵消，对输入信号起减弱作用。14、 自动系统中，实现无扰切换应满足什么条件？答：调节器的输出等于给定。三、测量元件部分1、 我厂现场使用的主要测温元件有哪些？答：有热电偶和热电阻2、 热电偶是利用什么原理工作的？答：热电偶是利用热电偶的热电效应工作的。3、 热电阻的测量范围是多少？答：-200°C〜650°C4、 工业普通热电偶由哪几部分组成？答：工业普通热电偶由热电极、绝缘管、保护管和接线盒四部分组成。5、 我厂使用的流量计量仪表是什么？答：弯管流量计6、 差压式流量计包括哪几部分？答：节流元件、引压导管、差压计7、 标准节流元件有哪些？答：喷嘴，孔板和文丘里管8、 补偿导线的作用是什么？答：补偿导线的作用是把热电偶的冷端离热源较远及环境温度较稳定的地方。9、 数字电压表包括哪两个部分？答：模/数转换部分和计数部分10、 电子电位差计放大级通过什么控制可逆电机的转动方向？答：输入信号的相位11、 自动平衡电桥的主要作用是什么？答：与热电阻配合，用于显示和记录温度。12、 我厂主要使用的差压变送器是什么型号的？答：DDZ—II型差压变送器13、 DDZ—II仪表所使用的信号制类型是什么？答：0〜10mADC14、 对于气体流量的测量应引入哪些量做补偿？答：温度和压力15、 给水流量的测量应引入哪些量做补偿？答：温度16、 标准孔板的优点和缺点是什么？答：优点是加工方便，省料，造价低；缺点是压力损失较大。17、 节流装置的工作原理是什么？答：在管道内部安装有截面变化的孔板或喷嘴等节流装置，当液体流经节流件时，由于流收缩，则在节流件的前后产生静压差，利用压差与流速的关系可进一步测量出流量。18、 温度变送器的作用是什么？答：与热电偶或热电阻配合使用，把温度或者温差转换为电流信号。19、 为什么热电阻要采用三线制连接？答：为了克服连接导线电阻的影响。20、 为什么热电偶输入回路要具有冷端温度补偿的作用？答：因为当使用热电偶时，总是希望冷端温度是恒定不变的，然而，这在工业生产中是难以得到的，因此，要使用冷端温度补偿器，当热电偶的输出随着冷端温度的变化而变化时，桥路的输出也应随着变化，并且两者的变化大小相等，方向相反，这样，就可以补偿因热电偶冷端温度变化所引起的测量误差了。21、 什么叫静压误差？答：向变送器的正、负压室同时输入相同的压力，变送器输出零位随着静压的变化而改变，这种由静压而产生的误差，叫做静压误差。22、 何谓非线性？产生的原因是什么？答：变送器的输入压力与输出压力不呈直线关系的现象称之为非线性。原因是测量元件的转换误差。23、 工业上常用的压力表精度等级有哪些？答：0.5、1、1.5、2、2.5、424、 差压变送器测量元件的作用是什么？答：将差压信号转换为集中力信号25、 U型管压力计包括哪几部分？答：玻璃管、标尺、液柱26、 压力式液位计的工作原理是什么/答：各种液体的介电常数不同，当液位变化时，置于容器液体中的电容或容器本身的电容就会发生变化，可通过测量其变化来测量液位的变化量。27、 超声波液位计有什么优点和缺点？答：超声波液位计可以定点和连续的测量，很方便的提供遥测和遥控信号，又有很大的适应性，对介质的状态无苛求，且不需要运动不见，其传播速度并不直接与媒介的介电常数、电导率，热导率有关，且经济耐用，使用与安装方便。缺点是不能测量有气泡及悬浮物的液位，在液面有较大的波动时于测量不利，使测量带来误差。28、 电子自动平衡电桥是应用什么原理制成的？答：电桥平衡原理29、 稳压电源的关键部件是什么？答：稳压管30、 电子自动平衡电桥是平衡电桥吗？答：不是50年代初期，仪器仪表取得了重大突破，数字技术的出现使各种数字仪器得以问世，把模拟仪器的精度、分辨力与测量速度提高了几个量级，为实现测试自动化打下了良好的基点。60年代中期，测量技术又一次取得了进展，计算机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，从个别电量的测量转变成测量整个系统的待征参数，从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。70年代，计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透，使电子仪器在传统的时域与频域之外，又出现了数据或（Datadomain）测试。80年代，由于微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘，选择电压电流等量程或功能的滑动开关，通、断开关键已经消失。测量系统的主要模式，是采用机柜形式，全部通过IEEE-488总线送到一个控制品上。测试时，可用丰富的BASIC语言程序来高速测试。不同于传统独立仪器模式的个人仪器已经得到了发展。90年代，仪器仪表与测量科学进步取得重大的突破性进展。这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。突出表现在以下几个方面:微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计：DSP芯片的大量问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。一、 国外仪器仪表发展特点：1、 新技术的应用。目前普遍采用EDA（电子设计自动化）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）、DSP（数字信号处理）、ASIC（专用集成电路）及SMT（表面贴装技术）等。2、 产品结构变化。注重性能价格化。在重视高档仪器开发的同时，注重高新技术和量大面广产品的开发与生产。注重系统集成，不仅着眼于单机，更注重系统、产品软化，随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力、今后的仪器归纳成一个简单的公式：仪器=AD/DA+CPU+软件，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。3、 产品开发准则发生了变化。从技术驱动转为市场驱动，从一味追求高精尖转为''恰到好处”。开发一项成功产品的准则是，用户有明确的需求；能用最短的开发时间投放市场；功能与性能要恰到好处；产品开发准则的另一变化是收缩方向，集中优势。4、 生产技术注重专业生产，不大而全。生产过程采用自动测试系统。目前多以GP-IB仪器组建自动测试系统。生产线上尽是一个个大的测试柜，快速地进行自动测试、统计、分析、打印出结果。二、 国外仪器仪表发展趋势1、自动化仪器的发展趋势工业自动化控制仪表主要包括变送器、调节器、调节阀等设备，控制仪表从基地式调节器（变送、指示、调节一体化的仪表）开始，经历了气功、电动单元组合仪表到计算机控制系统（DDC），直到今日的分散控制系统DCS。DCS已经走过了20多年的里程，DCS，以其高度的可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法、开放的联网能力等优点，得到迅速的发展，成为计算机工业控制系统的主流。PLC以其结构紧凑、功能简单、速度快、可靠性高、价格低等优点，迅速获得广泛应用，已成为与DCS并驾齐驱的另一种主流工业控制系统。目前以PLC为基础的DCS发展很快，PLC与DCS相互渗透、相互融合、相互竞争，已成为当前工业控制系统的发展趋势。DCS经历了初创(1975-1980)、成熟(1980-1985)、扩展(1985年以后)几个发展时期，在控制功能完善、信息处理能力、速度及组态软件等方面取得令人瞩目的成就，已经成为计算机控制系统的主流。当今几乎每个发达国家都生产自己的DCS，生产厂家一百多家，已销售几万台套。主要生产厂家集中在美国、日本、德国等多家公司，如美国霍尼韦尔(Honewell)的TDC300、TDC3000X、S9000；Foxboro的I/AS；Westinghouse的WDPF；ABB的MOD300；0本横河(YOKOY2W2)的CENUM、Mxl；日立的HIACS3000、5000；德国西门子(Siemens)的TelenermM、SIPAOS200；贝莱(BAILEY)的N90。目前世界上约有200家PLC生产厂家，目前占控制市场份额30%。主要生产厂家有美国的AB公司、莫迪康公司、GE公司、德国的西门子公司、法国的TetemeCangue公司、日本的欧姆龙公司；三菱电机公司。PLC将与IPC、DCS集成，PLC逐渐成为占自动化装置及过程控制系统最大市场份额的产品。据美国专家预测，到2000年PLC占控制市场份额将超过50%。现场总线技术是九十年代迅速发展起来的一种用于各种现场自动化设备与其控制系统的网络通信技术，是一种用于各种现场仪表(包括变送器、执行器、记录仪、单回路调节器、可编程序控制器、流程分析器等)与基于计算机的控制系统之间进行的数据通信系统。有人预测：基于现场总线FCS(FieidbusControlSystem)将取代DCS成为控制系统的主角，Internet和Intranet技术也将进入控制领域，计算机自动化系统渗透到企业从生产到管理、直到经营的方方面面。全球的自动化仪表产品市场需求将快速增长。过程自动化仪表产品市场销售额，在1996年达到461亿美元，到2001年将增长到599亿美元，预计到2006年将达到700亿美元。从1996年到2001年间的年平均增长率为3.9%，而从2001年到2006年年平均增长率将达到4.6%，以不变价格计算，则2006年的销售额为761亿美元。主要应用于玻璃、陶瓷、钢铁和有限金属工业、轧钢和铝板材工业、化学、食品和制药业、石化工业、纸浆和造纸业、环保、矿山、石油和天燃气工业等。在1996年的自动化产品，系统和维修的461亿美元中，有406亿美元是属于自动化工程项目方面，有54亿美元是用于操作方面。测量和自动化技术作为新的投资，在工厂现代化技资中将增长2~3倍。到2006年全球过程自动化产品的市场需求情况为：矿山工业为70亿美元、原材料工业为90亿美元、过程工业为360亿美元、电站为110亿美元、环保工业为70亿美元。就全球地区而言，北美占27.2%、西欧占26%、亚非(不包括日本)占21.1%、日本占12.3%、东欧占4.7%、南美占4.9%，其它地区占3.7%，从中看出亚非地区的市场发展前景最好。2.科学仪器的发展趋势现代光学仪器的发展趋势从传统光学仪器转变现代光学仪器，关键在于计算机化，而微电子技术是基础。光谱仪器发展最快，发达国家80年代巳实现微机化，现已向联用技术、全自动化(如内装机械手等机器人系统，实现元人操作)，实验室信息管理系统自动化及智能化方向发展。光学计量仪器从大型精密仪器一一三座标测量机到传统的自准直仪和投影仪都已实现微机化、光电化；激光技术的结合和CCD等光电器件的引人，更为快速、准确、可靠的在线检测和监控创造了条件。未来10年，由于高新技术的发展和应用，将进一步推动光学仪器实现光机电算一体化和智能化。现今的智能化仪器更确切地应称为''微机化”仪器。而更高程度的智能化是信息技术的最高层次，应包括理解、推理、判断与分析等一系列功能，是数值、逻辑与知识的结合分析结果，智能化的标志是知识的表达与应用。电子技术、计算机技术和光电器件的不断发展和功能的完善，为仪器向更高档次的智能发展创造了条件。未来10年，光和电的渗透会进一步强化，更多的新技术、新器件推广应用，因而在光机电算一体化的基础上融入不同原理，派生出新用途的产品，以满足各领域日益增长的需求。具有优异性能的光电器件和功能材料的开发和应用，将加速现代光学仪器的发展。如CCD器件、半导体激光器、光纤传感器等制造技术趋于成熟，实现应用已获突破，显示了广泛的应用前景。它必将使光学仪器领域发生重要变革，推动产品向小型化、高分辨、光电化和自动化发展。光学计量仪器的发展趋势•未来的光学计量仪器仪表是简化设计，大量压缩零部件，提高智能化和便于操作，发展在线计量测试仪器仪表。•利用物理学的新效应和高新技术及其成就开发新型计量测试仪器仪表和新型高灵敏度、高稳定性、强抗干扰能力的新型传感器技术。如：利用高温超导量子干涉器(SGUID)开发计量测试仪器、物理学测试仪器、地学和地质学仪器、化学分析仪器、医学仪器、无损材料检验仪器等。利用椭偏技术来检测光纤、光学玻璃等，这是大家所共知的，它与近场光学相结合，不仅可以测量表面精细结构，同时根据近场光学反射偏振信息可以分辨出被测物体的材料，这是目前实验研究的新探索。将可调谐稳频激光光谱仪的技术用于高精密的几何量与机械量和多种无形态的量的测量。开发以新一代微型光纤传导激光干涉仪，它的测量范围可以从纳米到几米或更大的范围，分辨率可达1Onm，并且克服了HP激光干涉仪的缺点，它具有四激光干涉仪的一切功能；另外，它还可用于称重，研制新型电子天平、高精度的电子皮带称、高分辨率的压力计等。发展纳米测量技术，建立纳米计量测试标准，这是当今在计量与测量技术研究中十分活跃的课题。•发展微量机器人。类似的测量仪器己出现，即Zeiss的ScanMax三坐标测量机。它是利用了智能机器人技术，但要保证测量量值的计量正确性是一个十分复杂理论和技术问题。目前已得到了初步解决。•环境保护科学仪器仪表的发展与进步，将是当今和21世纪的重