儀器儀表業(yè)的悠久歷史和其功能和用途

儀器儀表是用以檢出、測量、觀(guān)察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數等的器具或設備。真空檢漏儀、壓力表、測長(cháng)儀、顯微鏡、乘法器等均屬于儀器儀表。廣義來(lái)說(shuō)，儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報警、信號傳遞和數據處理等功能，例如用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制中的氣動(dòng)調節儀表，和電動(dòng)調節儀表，以及集散型儀表控制系統也皆屬于儀器儀表。

  儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。人們用感覺(jué)器官去視、聽(tīng)、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，可以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(xiàn)計數計等可感受和測量到人的感覺(jué)器官所不能感受到的物理量；還有些儀器儀表可以超過(guò)人的能力去記錄、計算和計數，如高速照相機、計算機等。

  儀器儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據《韓非子·有度》記載，中國在戰國時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱(chēng)為司南。古代的儀器在很長(cháng)的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計時(shí)或供度量衡用的簡(jiǎn)單儀器。

  17～18世紀，歐洲的一些物理學(xué)家開(kāi)始利用電流與磁場(chǎng)作用力的原理制成簡(jiǎn)單的檢流計；利用光學(xué)透鏡制成的望遠鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎。其它一些用于測量和觀(guān)察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。

  19世紀到20世紀，工業(yè)革命和現代化大規模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來(lái)又出現了電子計算機和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F代儀器儀表已成為測量、控制和實(shí)現自動(dòng)化*的技術(shù)工具。

   儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，品種繁多，使用廣泛，而且不斷更新，有多種分類(lèi)方法。按使用目的和用途來(lái)分，主要有量具量?jì)x、汽車(chē)儀表、拖拉機儀表、船用儀表、航空儀表、導航儀器、駕駛儀器、無(wú)線(xiàn)電測試儀器、載波微波測試儀器、地質(zhì)勘探測試儀器、建材測試儀器、地震測試儀器、大地測繪儀器、水文儀器、計時(shí)儀器、農業(yè)測試儀器、商業(yè)測試儀器、教學(xué)儀器、醫療儀器、環(huán)保儀器等。

   屬于機械工業(yè)產(chǎn)品的儀器儀表有工業(yè)自動(dòng)化儀表、電工儀器儀表、光學(xué)儀器，分析儀器、實(shí)驗室儀器與裝置、材料試驗機、氣象晦洋儀器、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十三類(lèi)。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(lèi)儀器儀表按不同特征，例如功能、檢測控制對象、結構、原理等還可再分為若干的小類(lèi)或子類(lèi)。如工業(yè)自動(dòng)化儀表按功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調節儀表和執行器等；其中檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量?jì)x表、壓力測量?jì)x表、流量測量?jì)x表、物位測量?jì)x表和機械量測量?jì)x表等；溫度測量?jì)x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；接觸式測溫儀表又可分為熱電式、膨脹式、電阻式等。

   其他各類(lèi)儀器儀表的分類(lèi)法大體類(lèi)似，主要與發(fā)展過(guò)程、使用習慣和有關(guān)產(chǎn)品的分類(lèi)有關(guān)。儀器儀表在分類(lèi)方面尚無(wú)統一的標準，儀器儀表的命名也存在類(lèi)似情況。

   衡量?jì)x器儀表性能的主要技術(shù)指標有度、靈敏度、響應時(shí)間等。度表示儀表測量結果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的度常用度等級來(lái)表示，如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等，0.1級表示儀表總的誤差不超過(guò)±0.1％范圍。度等級數小，說(shuō)明儀表的系統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(gè)很小的增量時(shí)與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的zui小被測量；響應時(shí)間是指儀表輸入一個(gè)階躍量時(shí)，其輸出由初始值*次到達zui終穩定值的時(shí)間間隔，一般規定以到達穩定值的95％時(shí)的時(shí)間為準；此外，還有重復性、線(xiàn)性度、滯環(huán)、死區、漂移等性能技術(shù)指標。

   科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷對儀器儀表提出更高更新的要求。在現代科學(xué)研究試驗、精密測試系統、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)檢測控制系統，以及各種管理自動(dòng)化系統中，儀器儀表都是重要的技術(shù)工具。

   為了進(jìn)一步提高儀器儀表的各種性能，增強耐受各種苛刻使用環(huán)境的能力，提高可靠性和使用壽命，儀器儀表將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(xiàn)、紅外線(xiàn)、核磁共振、超導、激光等原理，以及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(shí)現儀器儀表的小型化、減輕重量、降低生產(chǎn)成本和便于使用與維修等。

   另一重要的趨勢是，通過(guò)微型計算機的使用來(lái)提高儀器儀表的性能，提高儀器儀表本身自動(dòng)化、智能化程度和數據處理能力。儀器儀表不僅供單頂使用，而且可以通過(guò)標準接口和數據通道，與電子計算機結合起來(lái)，組成各種測試控制管理綜合系統，滿(mǎn)足更高的要求。

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