仪表工 基础知识（仪表基础知识）

什么是仪表？

仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子·有度》记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在很长的历史时期中多是用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。 　　

17～18世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也逐渐得到了发展。 　　

电流计

19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。

转子流量计

超声波流量计

仪表的常用信号有哪些？

仪表需要通过渠道将现场获取到的数值精准地传送到便于操作人员容易观察的地方，这里的渠道便是仪表的传输信号。仪表有哪些传输渠道呢或者说有哪些传输信号呢？仪器仪表的发展主要经历了模拟仪器、数字仪器、智能仪器和虚拟仪器，随着技术的日新月异，传输信号越来越数字化、集成化。

仪表常用的电信号包括：

4—20mA DC信号

1—5V DC信号

脉冲信号

RTD（热电阻）PT100信号

mV信号(热电偶)

现场总线

常见的调节阀气源信号：

20-100KPa

40-200KPa

80-240KPa

现在工业化生产常用的信号传输基本是4—20mA、现场总线。现在基本采用智能化仪表，智能化仪表就需要设备终端远程对其进行设置。智能设备终端与仪表的连接需要共同的协议。

协议

HART协议

HART是Highway Addressable Remote Transducer的首字母缩写即可寻址远程传感器高速通道。HART协议利用贝尔202频移键控（FSK）标准，将低电平的数字通信信号叠加在4 - 20mA之上。

数据传输率为1.2kbps

所以现在使用的智能仪表应用是在模拟信号（4 - 20mA）加数字信号（HART）实现的。

总线协议

市场上出现的现场总线有: FF、Proflbus、 LonWorks、CAN、HART、Interbus、ISPFIP、SDS、Devlcenet 等等。但是在众多的现场总线技术当中，由现场总线基金会组织(Fieldbus Foundation,FF)开发的基金会现场总线在过程自动化领域中得到了广泛的应用。

FF总线结构图

仪表常用的表示方法

实际应用中的仪表分为很多种类，需要用最方便的方法进行表示，如流量单词时FLOW,液位Level等等，为了日常便于区分各类仪表，于是用不同的字母分别代表的含义，例如流量F、液位L、温度T、压力P等等。

但是实际应用我们会发现同一种类仪表我们也会赋予它不同的功能，如需要某台仪表报警，需要某台仪表控制，需要某台仪表累积。此时又衍生出了更多的字母来表示仪表的更多的功能 。例如报警I、控制C、累积Q等等。

仪表常用符号表

工业生产常用的仪表流量计、温度计、液位计、压力表、分析表、轴检测、速度仪表、振动检测、重量仪表。

误差和精度

这些仪表不管是在使用过程还是制造过程都会存在误差，造成这些误差的因素包括人为因素、制造因素、传输因素。因为存在了误差，我们人为地将这些误差分为仪表基本误差和仪表附加误差。既然存在误差那么仪表就存在精度，仪表的精度等级又称准确度等级，是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。

我国仪表精度等级有：0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。

级数越小，精度（准确度）就越高。

并不是任何生产工艺都需要选择高精度的仪表，精度越高需要的生产工艺越复杂，要求的应用材料越贵重，所以要根据不同场合根据实际工艺需求选择精度合适的仪表。

科学实验用的仪表精度等级在0.05级以上；工业检测用仪表多在0.1～4.0级，其中校验用的标准表多为0.1或0.2级，现场用多为0.5～4.0级。

本节简单地介绍了仪表的基础知识，下一节介绍仪表的分类。

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