自適應天線

[拼音]：gongye zidonghua yibiao

[英文]：industrial process measurement and control instrument

工業生產過程中對工藝引數進行檢測、顯示、記錄或控制的儀表，又稱工業儀表或（工業）過程檢測控制儀表。工藝生產過程的檢測是瞭解和控制工業生產的基本手段，只有在任何時刻都能準確地顯示工藝過程的全貌並進行控制，才能保證生產過程不發生事故，以高的生產率，最小的消耗生產出合格的產品。工業儀表能在無人操作的情況下自動地完成測量、記錄和控制的工作。此外，利用工業儀表還可實現資訊遠距離傳送和資料處理。

簡史

工業儀表最早出現在20世紀30年代，最初只用於化工、石油煉製、熱能動力和冶金等連續性的熱力生產過程，因此當時稱為熱工儀表。當時的工業儀表的結構形式主要是機械式或液動式，儀表體積較大，只能實現就地檢測、記錄和簡單的控制。到30年代末和40年代初，出現了氣動儀表，並使用了統一的壓力訊號，遂有了帶遠端傳送器的儀器。它能在遠距離外的二次儀表上重現讀數，從而能集中在中心控制室進行檢測、記錄和控制。50年代又出現電動式的動圈式毫伏計、電子電位差計電氣機械式調節器和整套的電子管調節儀表。60年代初，中國生產了電子管式的DDZ-Ⅰ型電動單元組合儀表和QDZ-Ⅰ型氣動單元組合儀表。60年代中期，中國又研製出電晶體式的DDZ-Ⅱ型電動單元組合儀表，70年代後期研製出積體電路式的DDZ-Ⅲ型電動單元組合儀表。這些組合儀表在安全防爆性、可靠性和訊號制、供電方式以及功能品種和結構原理上都有了很大改進。80年代研製成功的組裝式電子綜合控制裝置是一種把儀表和生產過程自動控制系統有機地緊密地結合在一起的綜合性成套調節儀表。工業儀表的發展促進工業生產的自動化，已成為工業生產中不可缺少的自動化工具。

原理

工業儀表雖然種類繁多，但都基於平衡原理，包括力平衡、力矩平衡和電平衡等。儀表的感受部分感測器將被測引數（如溫度、壓力、流量等）經變送器轉換成容易放大的測量量(如電壓量、電流量和機械量等)，再經過放大部件放大。放大後的量值，一部分傳入顯示部件，一部分經反饋部件與測量量進行比較，以達到平衡的目的。

分類

工業儀表的種類很多，按被測量生產過程的引數區分有溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表、機械量測量儀表、流程分析儀器等。工業儀表按其在工業生產過程的功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調節儀表等。檢測儀表主要用於檢測工業生產過程的引數，如溫度、壓力、流量、物位和機械量等，有時也帶有記錄和調節功能。顯示儀表將檢測儀表的輸出訊號顯示出來以供觀察的儀表，與檢測儀表、變送器和感測器配套使用，按顯示方式不同分為模擬式顯示儀表、數字式顯示儀表和字元影象顯示儀等。調節儀表又稱調節器。它的作用是將生產過程中的被測引數與設定引數進行比較，然後按一定調節規律發出調節訊號給執行器。調節儀表按調節方式不同分為斷續調節器和連續調節器；按結構形式又分為基地式、單元組合式和組裝式；按工作能源和介質分為自力式、電動式、氣動式和液動式。有的調節儀表也帶有檢測和顯示部分。執行器又稱執行機構。它用於接受來自調節儀表的調節訊號和調節規律，直接調節工業生產過程的輸入、輸出量。集中控制裝置能對分散引數進行集中檢測和控制，按預定的程式進行控制或對被測量進行處理。集中控制裝置包括巡迴檢測裝置、順序控制器和資料處理裝置等。圖為各種工業儀表在生產自動化過程中的作用。

質量指標

衡量工業自動化儀表質量的指標主要有誤差、精確度、靈敏度、重複性和再現性等。

誤差

誤差的種類很多， 主要有誤差、 絕對誤差、相對誤差、系統誤差、引用誤差、基本誤差等。

（1）誤差：被測變數的被測值與真值的代數差。

（2）絕對誤差：測量結果與被測量真值之間的代數差。

（3）相對誤差：測量的絕對誤差與被測量值之比。

（4）系統誤差：在相同條件下多次測量同一被測量值的過程中出現的一種誤差，它的絕對值和符號或者保持不變、或者在條件變化時按某一規律變化。

（5）隨機誤差：又稱偶然誤差，在相同條件下多次測量同一被測量值的過程中出現的誤差，它的絕對值和符號以不可預計的方式變化。

（6）引用誤差：絕對誤差與測量（範圍）上限值、量程或標度尺長度之比。

（7）基本誤差：儀表在規定的參比工作條件下確定的誤差。

精確度

被測值與真值的一致程度。儀表按精確度高低可分為若干精確度等級，一般用絕對誤差與儀表測量範圍的百分比表示。例如某一溫度測量儀表的測量範圍為0～1500℃，其絕對誤差為15℃時，精確度為1.0級。工業自動化儀表的精確度系列為0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。精確度等級數字越小，儀表的精確度越高。

靈敏度

儀表或裝置在達到穩態後，輸出增量與輸入增量之比。

重複性

在同一工作條件下對同一輸入值按同一方向連續多次測量的輸出值間的相互一致程度。

再現性

在同一工作條件下，在規定時間（一般為較長時間）內對同一輸入值從兩個相反方向上重複測量所得到的輸出值之間的相互一致程度。

展望

隨著工業生產向綜合自動化、大規模方向發展，生產的工藝流程日趨複雜，用儀表檢測和控制的範圍也越來越擴大。工業儀表總的趨勢是向多功能方向發展。儀表檢測方面的趨勢是研製新型的感測器，使感測器整合化、廣泛應用新技術，如核磁共振、鐳射和相關技術等。在儀表調節方面，除一般的比例、積分、微分調節規律外，人們正在研究前饋、大滯後、非線性、相關和計算值調節等技術，以適應多回路自動化系統的需要。此外數字、字元、圖象顯示技術的發展，使人與計算機的聯絡更為方便。以微型計算機為核心的綜合控制裝置正在進一步發展。