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仪器仪表基础知识仪表基础知识——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。
工业自动化仪表与自动化控制技术张 慧（上海电气船研环保技术有限公司，上海 200136）进入到21世纪以后，世界各地的信息化科学技术都获得了迅速发展，已经成为衡量各个国家经济水平重要标准，信息化科学技术的应用使得我国各个产业都发生了翻天覆地的变化，对于工业生产而言，自动化仪表以及自动化控制技术所带来的变革性变化最为突出，将帮助工业生产逐渐进入到全智能化时代。
1.工业自动化仪表介绍1.1 基本情况介绍 对于我国工业设备自动化控制系统建设而言，必须依靠自动化仪表才能够得以实现。
自动化仪表是实现自动化控制的核心功能，需要依靠众多自动化、现代化、科技化的软件和硬件共同构成。
通过建设自动化仪表能够对设备各项基本参数进行实时的监测，使工业设备整体运行情况都能够得到实时的监督管理，是我国工业生产过程中最为重要的现代化信息技术工具。
在大多数情况下，工业生产中的自动化仪表需要具备以下几方面的功能：对设备工艺参数进行实时监测，记录数据内容，完成适当控制功能，而且也能够以远程方式对数据信息进行传递、收集和处理，能够帮助工作人员随时了解不同设备现行的运行状况，全面保障机械设备生产效益。
行业内工业自动化仪表随着科学技术发展形成了不同功能类型，能够针对不同用工需要来完成数据展现，但是总体而言，工业自动化仪表功能上可以分为检测型、数据显示型、功能调节型。
检测型主要是帮助工作人员可以对工业生产过程中各项设备运行参数变化进行展示，这些参数一般包括压力值、电流、温度值等；数据显示型主要是将检测仪表中的各类数据进行参数对比性的展示，能够方便操作人员及时查阅各类数据信息，并且提高故障发现效率；功能调节型主要是指通过预先设定的方式对各项功能进行程序上的控制，通过对仪表进行设置，能够以自动化方式对机械设备生产效率进行调节，帮助企业实现最大化生产效益[1-2]。
1.2 仪表种类分析 工业自动化仪表种类各式各样，名目也各有不同，根据不同功能所进行的种类划分也随着工业生产愈发精细化而变得更加多样化，如果按照参数功能进行分析可以将工业自动化仪表分为温度仪表、位置仪表、压力仪表等；如果按照基本功能来进行分析，可以将工业自动化仪表分为执行仪表、调整仪表、显示仪表等。
化工仪表及自动化知识要点第一章1化工自动化一般包括 自动检测系统、自动信号和联锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。
2自动控制系统的基本组成1）被控对象 2）自动化装置：测量元件与变送器、自动控制器、执行器3自动控制系统方框图4自动控制系统的方框图与控制流程图的区别：方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。
方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系，并不代表方框之间的物料联系。
方框之间连接线的箭头也只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不同的。
工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。
5在自动控制系统将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象，简称对象。
6生产过程中所要保持恒定的变量，称为被控变量。
7工艺上希望保持的被控变量数值，即给定值。
8具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。
9自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。
10与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控（工艺）变量是不反馈到输入端的。
11仪表位号是由字母代号组合和阿拉伯数字编号两部分组成。
第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能阿拉伯数字编号写在圆圈的下半部，其第一位数字表示工段号，后续数字（二位或三位数字）表示仪表序号。
12将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类，这样可将自动控制系统分为三类，即定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
13静态——被控变量不随时间而变化的平衡状态；动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。
14控制系统的过渡过程 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
15采用阶跃干扰的优点：（1） 这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。
自动化仪表的分类在工业自动化领域，仪表扮演着重要的角色，它们负责监控、测量和控制系统参数，确保生产过程的安全、稳定和高效。
根据不同的特性和应用场景，自动化仪表可以分为以下几类：1、温度仪表：温度仪表主要用于测量和监控生产过程中的温度。
它包括热电偶、热电阻、温度开关、温度变送器等。
这些仪表可以确保设备在安全的温度范围内运行，同时也可以帮助优化生产过程。
2、压力仪表：压力仪表主要用于测量和监控生产过程中的压力。
它包括压力开关、压力变送器、压力表等。
这些仪表可以确保设备在安全的压力范围内运行，防止过压或欠压对设备造成的损害。
3、流量仪表：流量仪表主要用于测量和监控生产过程中的流量。
它包括流量开关、流量计、流量变送器等。
这些仪表可以用于测量液体的流量，也可以用于测量气体的流量。
它们可以帮助优化生产过程，提高生产效率。
4、物位仪表：物位仪表主要用于测量和监控生产过程中的液位或料位。
它包括液位开关、液位计、料位开关等。
这些仪表可以确保设备在安全的液位或料位下运行，防止过液或欠液对设备造成的损害。
5、过程控制仪表：过程控制仪表主要用于测量和监控生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。
它包括各种传感器、变送器、调节阀等。
这些仪表可以用于实现自动化控制，提高生产过程的稳定性和效率。
6、分析仪表：分析仪表主要用于对生产过程中的物质进行分析和检测，例如气体分析仪、水质分析仪等。
这些仪表可以帮助企业了解生产过程中的物质成分，优化生产过程，提高产品质量。
7、执行器及辅助设备：这类仪表包括各种电动执行器、气动执行器、调节阀以及各种辅助设备。
它们主要负责执行控制系统的指令，实现对生产过程的精确控制。
以上就是自动化仪表的主要分类。
每一种类型的仪表都有其特定的应用场景和作用，了解和掌握这些分类有助于更好地选择和使用合适的自动化仪表，提高工业生产的效率和安全性。
随着科技的不断进步，自动化仪表的种类和应用也在不断增加和扩展，未来我们有望看到更多的新型自动化仪表在工业领域得到应用。
工业自动化仪表及控制装置设备的分类标准及基础知识！随着生产规模的不断扩大和生产技术的发展，对生产过程自动化水平提出了越来越高的要求。
因此，工业仪表也经历了一个从无到有、由简单到复杂，由单一功能向多功能的发展过程。
从最初的只能在现场测量并显示温度（如玻璃温度计）、压力（如U形管压力计）、流量（如玻璃转子流量计）、液位（如玻璃管液位计）的就地检测仪表和只能进行简单控制的就地调节器，逐步向远传集中显示、远程控制的方向发展。
除检测各种参数的检测元件和检测仪表愈加齐全外，过程控制仪表的发展更是日新月异，经历了由气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、电子式综合控制装置到工业计算机控制系统的飞跃。
工业自动化仪表品种繁多，从信息的获得、传递、反映和处理的过程把工业自动化仪表分为五大类；（1）检测仪表；（2）显示仪表；(3)控制仪表；（4）执行器；（5）集中监测与控制装置。
检测仪表生产过程中，介质在设备、管道不同部位的温度、压力、流量、物位以及其他物理量瞬息万变，始终处于变化之中。
检测仪表就是用以检测上述物理量在每个瞬间的量值。
按照所测量工艺参数的不同，检测仪表可分为如下几种：1．温度仪表：常用的温度测量仪表有玻璃温度计、双金属温度计、压力式（温包）温度计、温度开关、热电偶、热电阻，还有辐射高温计及光学高温计、光电比色高温计等辐射式温度计。
2．压力仪表：压力测量仪表用于检测压力、真空和压差。
根据其工作原理可分为：弹性式压力计（按其弹性元件又分为弹簧管压力计、膜片压力计、膜盒压力计、压力开关等）；传感式压力计（如电阻式、电容式、电感式、霍尔式压力计等）；液柱式压力计（如U形管、直管、倾斜管压力计)；还有精度较高通常用于校验标准压力表的活塞式压力计。
3．流量仪表：流量测量仪表品种繁多，目前应用最为广泛的是由节流装置和与其配套的差压流量变送器。
常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管。
其他常用的流量仪表还有水表、转子流量计、椭圆齿轮流量计、靶式流量计、电磁流量计、旋涡流量计、阿钮巴流量计、质量流量计等。
4．物位仪表：物位仪表主要测量塔器和槽、罐类容器内某种介质的液位或两种不同比重液体的界面及固体物料的料位。
液位计中最为常见的是玻璃管液位计、玻璃板液位计，其他还有差压式液位计和浮力式液位计（如浮球液位计、液位开关、浮筒液位计、浮标液位计、钢带液位计、储罐液位称重仪等）。
用于固体物料料位检测的有电阻式料位计、电容式料位计、物位开关、重锤探测物位计、音叉料位计、超声波物位计、放射性料位计等。
5．成分分析仪表：成分分析仪表用于检定工艺介质的成分及测定某种组分（或某些组分直至全组分）的含量。
按其工作原理可分为电化学式分析仪（如电导仪、工业酸度计、氧化锆分析仪等），热学式分析仪（如热导式分析仪、热化学式分析仪、红外线分析仪）及磁导式分析仪、光电比色分析仪、质谱仪、工业气相色谱仪等。
在安装在线成分分析仪表时，一般都需要对所取的样品进行预处理，使样品的状态、温度、压力、流量等参数符合分析仪表工作条件的要求，因此需要配置一些由过滤器、除尘器、干燥容器、冷却器、转子流量计、水封和阀门及管路等组成的管路系统，以对样品进行一般性预处理。
对于一些特殊介质（如烟道气脏气样、炉气等高温气样、重油分析取样、腐蚀性组分取样及环境检测取样等），其取样预处理系统则更为完善，这类成品形式的取样预处理系统称为取样预处理装置。
另外，还有一些物性检测仪表如水分计、湿度计、密度计、浓度计、浊度计、粘度计等也往往划归成分分析仪表。
6．机械量仪表：工业上常用的机械量仪表有测厚仪、热膨胀检测仪、张力检测仪、挠度检测仪以及用于旋转机械（如大型蒸汽透平压缩机等）的轴振动、轴位移、转速检测装置和称重装置（如电子皮带秤，皮带跑偏、打滑检测装置，称重显示仪，称重装袋装置等）。
显示仪表此类仪表是指与检测仪表配套用以指示或记录被测参数的瞬时值，如用于指示的比率计、毫伏计等动圈指示仪，数字显示仪和指示或记录温度用的电子电位差计、电子平衡电桥（电子电位差计、平衡电桥还可以附加电动调节器或气动调节器等组成复合型仪表）及具有流量累计功能的积算型仪表。
控制仪表控制仪表一方面接受过程检测仪表及变送器的测量信号进行显示，另一方面发出调节信号控制执行器（执行机构及调节阀）的动作，组成闭环控制系统。
控制仪表根据信号类型可分为摸拟式控制仪表和数字式控制仪表两大类。
1．模拟控制仪表包括基地式仪表，单元组合仪表（气动、电动）和组装式仪表。
(1)单元组合仪表按其在控制系统中的功能分为不同的单元，各单元仪表独立存在，可根据需要任意组合成不同的检测调节系统，系统组成灵活、方便。
各单元之间的信号传递采用统一的标准信号（又称为模拟信号）。
单元组合仪表广泛应用于20世纪50～70年代初，属真正功能分散的仪表，即用一块仪表来完成所要求的某一功能。
需要说明的是，单元组合仪表中的变送单元仪表（除温度变送器外）从功能而言应属检测仪表。
单元组合仪表按其工作能源又分为气动单元组合仪表和电动单元组合仪表两类：气动单元组合仪表：气动单元组合仪表是在原来的气动仪表基础上发展而来的。
此类仪表以0.14MPa 压缩空气为工作能源，采用压力0.02～0.1MPa的压缩空气为统一信号。
正因为其工作能源和信号传输均为压缩空气，在炼油、化工生产装置中应用气动单元仪表具有天然防爆的作用。
其缺点是气动信号传输距离一般在150m以内，传输距离过远时，信号传递滞后，影响显示调节的灵敏度。
气动单元组合仪表包括以下单元仪表：a．变送单元（即变送器）包括压力变送器、差压变送器、靶式流量变送器、内藏孔板流量变送器、单（双）法兰差压（液位）变送器、内（外）浮筒液位变送器及温度变送器等。
b．显示单元仪表如色带指示仪、条形指示仪、多针指示仪、指示记录仪、积算器等。
c．调节单元仪表包括指示调节仪、记录调节仪、串级调节仪、比例（积分、微分）调节仪（器）等。
d．计算单元仪表如加减器、乘除器、比值器等。
e．给定单元仪表如定值器，时间程序定值器等。
f．辅助单元仪表如气动（Q型）操作器、手动/自动切换操作器、高（低）值选择器、继动器、切换器、限幅器、配比器、负荷分配器、大流量过滤减压阀等。
电动单元组合仪表：电动单元组合仪表以直流电源为其工作能源。
此类仪表因其基本电子元件的更新换代经历了Ⅰ型（电子管电路）、Ⅱ型（晶体管电路）和Ⅲ型（线性集成电路）三个发展阶段。
目前，Ⅰ型、Ⅱ型已经淘汰不再使用。
Ⅲ型仍广泛应用于炼油化工生产装置中。
现所介绍的电动单元组合仪表仅指Ⅲ型。
电动Ⅲ型仪表使用DC24V电源供电，安装于控制室内的各单元仪表之间的信号传输采用DC1～5V电压信号，而控制室仪表与现场安装的变送仪表、调节阀及执行机构之间则为DC4～20mA电流信号。
为满足不同的防爆要求，现场安装的变送器及与其连接的控制室输入输出单元（安全保持器、安全栅）等又有隔爆型、本质安全型之分。
另外，由于工业计算机控制技术发展的需要，近年来还开发了以微处理器为核心的智能化单元仪表，成为电动单元仪表的新军。
电动单元组合仪表包括下述各单元：a. 变送单元（即变送器）包括压力变送器、差压变送器、靶式流量变送器、内藏孔板流量变送器、单（双）法兰差压（液位）变送器、内（外）浮筒液位变送器、温度（温差）变送器、智能压力变送器及智能差压变送器等。
b. 显示单元仪表如单（双）针指示仪、色带指示仪、单（双）针报警仪、单（双）笔记录仪、多点指示记录仪、比例（开方）积算器等。
c.调节单元仪表包括指示调节器、SPC/DDC后备调节器、多通道阀位跟踪调节器、特殊功能调节器、积分器、微分器等。
d.计算单元仪表如加减器、乘除器、开方器等。
e.转换单元仪表包括电流信号转换器、脉冲/电压转换器、频率/电流转换器、阻抗转换器、函数转换器、电/气转换器、气/电转换器等。
f.给定单元仪表即恒流给定器、比值给定器、比率给定器、报警给定器、参数程序给定器、时间程序给定器等。
g.辅助单元仪表如电动（D型）操作器、DDC操作器、安全保持器、安全栅、配电器、电压箱、信号选择器、隔离器、反向器、升降器、信号阻尼器、信号倒向器、信号限幅器、变化率选择器等。
(2)组装式综合控制仪表是过程控制仪表发展过程中的一个新的系列，又称组装式综合控制装置。
它采用组件组装式结构，可以方便灵活地构成过程控制系统，系统内部采用0-10V直流电压信号体制。
并可接收现场检测仪表和检测元件的各种气动信号和电动信号（包括电流、电压、触点、脉冲、频率、编码等）。
组装式综合控制装置包括下列仪表和组件：a.输入输出组件：输入转换组件、输出转换组件、脉冲转换组件、mV/V转换组件、P/E转换组件、积算功率驱动器组件等。
b. 信号处理组件：信号缓冲组件、继电器缓冲组件、信号发生组件（斜坡发生组件、定时组件等）、模拟计算组件（乘除组件、开方组件、加法组件、函数组件、限幅组件、信号选择组件等）、积算组件、报警组件、逻辑组件。
c.调节组件：PID组件（比例、积分、微分组件）、动态补偿组件、跟踪组件、多输出接口组件、声光控制组件。
d.辅助组件及其他组件：电源分配组件、信号分配组件、切换组件、给定组件、继电器组件、监控组件。
e.显示操作仪表：单（双）针指示仪、单（双）笔记录仪、三（四）笔记录仪、趋势记录仪、手操器、控制显示操作器。
(3)基地式调节仪表在工业自动化仪表由就地检测显示向集中控制发展过程中，产生了一种集测量、显示、调节功能于一体的仪表,我们称之为基地式调节仪表或简称为基地式仪表。
如具有气动调节器的指示记录调节仪以及一些只有单一调节功能的就地调节器（如温度调节器，压力调节器、差压调节器，流量调节器）。
基地式调节仪表以其工作能源又有气动和电动之分。
自力式调节器也是就地调节仪表的一种，它因依赖于被测介质作为其工作能源而得名，故又称为直接作用式调节器。
另外，因为它与其调节阀合为一体，所以自力式调节器又称为自力式调节阀。
常用的自力式调节器有自力式温度调节器、自力式压力调节器及自力式流量调节器。
2．数字式控制仪表数字式控制仪表包括分散型控制系统(DCS)，可编程序控制器(PLC)，工业控制机(IPC)，安全控制系统(FSC)等。
20世纪60年代，随着工业生产过程的大规模化、复杂化，要求工业自动化控制系统既能处理大量数据，又能实现高级运算控制，易于进行信息通信，实现集中显示操作及高级控制，提高控制精度，单纯使用常规模拟仪表已无法满足上述要求，从而开始运用计算机控制系统，使生产过程综合控制水平得到了进一步的提高。
然而，随着控制功能的高度集中，事故发生的危险性也高度集中，一旦计算机控制系统出现故障，控制、监视、操作将无法进行，给生产带来很大影响，甚至会导致全局性重大事故。
