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测量仪器仪表的基本功能

发布日期:2014-07-08 点击:1826

   测量仪表或工具是实现测量任务的物质手段。为了实现各种复杂的测量任务,测量仪表必须具备许多基本功能。概括起来,测量仪表的基本功能有4种,即变换、选择、比较和显示功能。下面分别予以简单叙述。
  1、变换功能
  在生产过程中,有些参数不便于直接测量。例如,温度是表征物体内部分子热运动平均动能的物理量,此量不易测量,只能借助其他物质的某一物理性质受热变化的特性来测量。有些参数虽然能直接测量,但是,测量结果往往不便于传输、处理和比较。这时,需要将被测量变换成便于传输的量,或者将被测量和标准量都变换成另一个便于比较和处理的量。这种利用物质的物理、化学性质,把被测量转变成便于测量、传输和处理的另一个物理量的过程,称为测量的变换。例如,炉温的测量,常常是利用热电效应,把被测温度(热能)转换成热电动势(电能),再经毫伏检测仪表把电动势转换成仪表指针的位移,然后与温度标尺相比较而显示出被测量温度的数值;智能压力变送器把压力变换成电流信号,便于远距离传输、显示、调节和计算机控制。
  总之,变换是测量仪表的主要功能之一。它可以使不能测量的参数实现测量,可以使同一参数的测量方法和途径更多,可以使测量结果的传输更方便、更迅速、也可以使测量精度大大担高。在传输信号统一化、规格化和计算机集中控制的今天,变换更必不可少。可以这么说,变换已经成了检测技术的基础和测量工作的核心。
  根据材料物理、化学性质对各种参数的敏感性,人们特意制成了一系列能够完成各种变换任务的元件,称为变换元件。使变换元件的功能更完善,使用起来更方便的纵使装置称为传感器。
  另外,在变换过程中,往往要求信号足够大,以便于传输和满足其他功能的要求,这时就要对信号进行放大。放大也是变换,是一种特殊形式的变换,即同性质的量的变换。
   2、选择功能
  测量仪表或变换元件的输出量y与输入量x往往不是单一的函数关系。
  为了实现测量,在设计制造测量仪表或变换元件时,应使其具有选择的功能,即选择有用测量信号而抑制其他干扰信号的功能。以DDZ=Ⅲ型压力变送器为人例,它是利用弹性元件受压变换形产生位移,再将位转变成电流信号的。但是,输出电流信号I与输入压力信号P不是单值函数关系,它受弹性元件的材质、几何尺寸和刚度的影响,受电源电压、频率波动的影响,受输出负载阻抗的影响,受环境高温、湿度及外磁场的影响等。因此,在设计、制造变送器时,除了对弹性元件进行合理设计,并进行稳定性工艺处理之处,还要根据平衡原理,进行深度负反馈,在电路上进行温度补尝等,使变送器排除其他因素的干扰,具有只对被测压力敏感的选择功能。
  3、比较功能
  在前面的测量方法中已经讲到,为了提高测量精度,在多数测量仪表都采取将被测量与标准量进行比较的方法,即测量仪表的比较功能。这里,标准量应保持稳定和准确。
  4、显示功能
  测量的目的是获取测量结果。测量仪表将测量结果指示或记录下来的功能,称为显示功能。根据实际生产的需要,对测量结果的显示有瞬时值的显示,有时间历程的显示,也有累计值的显示。有的测量仪表能同时显示、记录若干个参数的测量值,有的测量仪表还能对许多参数进行巡回显示、记录。
  测量仪表的显示形式可分为模拟式、数字式和图像式三种。各种指针式仪表的角位移、线位移属于模拟式显示;数码显示器的数字、数码显示或打印属于数字式显示;图像式屏幕显示还能显示典线、表格、图像背景及被测量的动态变换过程。
  测量仪表能否很好的实现它的基本功能,取决于仪表的一系列基本性能指标,如精确度、稳定性、抗干扰能力以及使用寿命等。这些指标是通过对仪表的精心设计和制造来实现的。

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