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儀器

儀器指科學技術上用于實驗、計量、觀測、檢驗、繪圖等的器具或裝置。

  通常是為某一特定用途所準備的一套裝置或機器。儀器通常用于科學研究或技術測量、工業(yè)自動化過程控制、生產等用途,一般來說專用于一個目的的設備或裝置。儀器構造較為復雜,屬于高新技術產品;由多個部件組成的。儀器體積、重量、形狀有各種各樣,最小的可以直接拿在手中操作,較大體積的儀器一般被稱為裝置或設備。

釋義

  用以檢出、測量、觀察、計算各物理量、物質成分、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。

  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、高溫計等儀器儀表可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。

  簡史 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期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀器。17~18世紀,歐洲的一些物理學家開始利用電流與磁場作用力原理制成簡單的檢流計,利用光學透鏡制成望遠鏡,奠定了電學和光學儀器的基礎,用于測量和觀察的各種儀器遂逐漸得到發(fā)展。19世紀到20世紀,工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產促進了新學科和新技術的發(fā)展,后來又出現(xiàn)了電子計算機和空間技術等,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、控制和實現(xiàn)自動化必不可少的技術工具。

分類

  儀器儀表是多種科學技術的綜合產物,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、電離輻射儀表、 拖拉機 儀表、船用儀表、航空儀表、導航儀器、駕駛儀器、無線電測試儀器、建材測試儀器、地震測試儀器、大地測繪儀器、水文儀器、計時儀器、農業(yè)測試儀器、商業(yè)測試儀器、教學儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。屬于機械工業(yè)產品的儀器儀表有工業(yè)自動化儀表、電工儀器儀表、光學儀器、分析儀器、實驗室儀器與裝置、儀器材料試驗機、氣象海洋儀器、電影機械、照相機械、復印縮微機械、儀器儀表元器件、儀器儀表材料、儀器儀表工藝裝備等13類。它們通用性較強,批量較大,或為儀器儀表工業(yè)所必需的基礎。

  各類儀器儀表按不同特征,例如功能、檢測控制對象、結構、原理等再分為若干小類或子類。工業(yè)自動化儀表按功能右分為檢測儀表、顯示儀表、調節(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、物位測量儀表和機械量測量儀表等。溫度測量儀表和機械量測量儀表等。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。接觸式測溫儀表又分為熱電式、膨脹式、電陰式等。其他各類儀器儀表的分類法大體類似,主要與發(fā)展過程、使用習慣和有關產品的分類有關。儀器儀表在分百煉成鋼方面尚無統(tǒng)一的標準,儀器儀表的命名也存在類似情況。

性能

  衡量儀器儀表性能的主要技術指標有精確度、靈敏度、響應時間等。精 儀器確度表示儀表測量結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來表示,例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過±1.0%范圍。精確度等級數(shù)小,說明儀表的系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小,也就是這種儀表精密。靈敏度表示當被測的量有一個很小的增量時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。響應時間是指儀表輸入一個階躍量時,其輸出由初始值第一次到達最終穩(wěn)定值的時間間隔 ,一般規(guī)定以到達穩(wěn)定值的95%時的時間為準。此外,還有重復性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術指標。

發(fā)展趨勢

  科學技術的進步不斷對儀器儀表提出更高更新的要求。儀器儀表的發(fā)展趨勢是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、激光等原理和采用各種新型半導體敏感元件、集成電路、集成光路、光導纖維等元器件。其目的是實現(xiàn)儀器儀表的小型化,減輕重量、降低生產成本和更便于使用與維修等。另一重要的趨勢是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能,擔高儀器儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用,而且可能過標準接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結合起來,組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng),滿足更高的要求。

儀器用途

  儀器用途多種多樣。在科學研究的實驗室里、在醫(yī)學研究和實踐中儀器是非常重要的科研工具和裝置;隨著我國工業(yè)自動化水平的不斷提高,各種新式儀器研發(fā)、制造的進步和更新非常快,在工業(yè)生產和過程控制領域被廣泛應用。

  1.儀器是科學技術發(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。

  2.儀器是經濟發(fā)展和國防安全的重要保障。儀器是保障經濟發(fā)展、國家安全不可或缺的重要基礎條件。首先,著名科學家錢學森先生指出:“新技術革命的關鍵技術是信息技術。信息技術由測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成。測量技術則是關鍵和基礎”。

  3.儀器是推進和諧社會建設的重要力量。目前,全球的資源枯竭、環(huán)境污染等問題成為社會健康發(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和手段。


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