基本介紹
- 中文名：儀器儀表
- 外文名：instrumentation
- 感覺器官：視、聽、嘗、摸
- 功能：檢出、測量、觀察、計算各種成分
功能和作用,檢修方法,對比法,電容旁路法,隔離法,敲擊法,狀態調整法,儀器技術,感測技術,系統集成,智慧型控制,人機界面,可靠性,防護等級,套用效果,發展史,古代工具,近代儀表,發展趨勢,智慧型儀器,個人儀,虛擬儀器,網路儀器,行業趨勢,分類,分類標準,產品儀表,特徵分類,其它分類,特點,軟體化,集成化,參數整定,通用化,性能,市場分析,冬季保溫,選型措施,保溫措施,伴熱措施,維護措施,套用領域,故障診斷,未來發展,儀表行,
功能和作用
儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。人們用感覺器官去視、聽、嘗、摸外部事物，而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計、真空離心濃縮儀等儀器儀表，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、射線計數計等可感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的物理量，還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數，如高速照相機、計算機等。
儀器是科學技術發展的重要“工具”。著名科學家王大珩先生指出，“機器是改造世界的工具，儀器是認識世界的工具”。儀器是工業生產的“倍增器”，是科學研究的“先行官”，是軍事上的“戰鬥力”，是現代社會活動的“物化法官”。不言而喻，儀器在當今時代推動科學技術和國民經濟的發展具有非常重要的地位。
- 儀器是科學技術發展的重要前提和根本保障。人類發展史上任何一次大的飛躍都是基於工具的巨大創新和根本變革驅動的，作為“工具”的科學儀器的發展和創新往往是催生科技創新的重要要素。
- 儀器是推進和諧社會建設的重要力量。全球的資源枯竭、環境污染等問題已成為社會健康發展的瓶頸；食品安全問題、公共突發事件、疾病診斷、易燃易爆化學危險品等給人民的生活帶來了嚴重影響，這些重大問題的解決都離不開先進的檢測技術和手段。
- 數位化、智慧型化
- 因為微電子技能的提高，儀器儀表產物進一步與微處置器、PC技能交融，儀器儀表的數位化、智慧型化程度不時獲得進步。以美國德州儀器公司提出的“DSPS”概念為例，以DSP晶片為中心，共同進步前部的夾雜旌旗燈號電路、ASIC電路、元件及開拓東西等供應整個使用系統的處理方案。儀器儀表中採用了很多的超大規劃集成(VLSI)的新器件、外表貼裝技能(SMT)、多層線路板印刷、圓片規劃集成(WSI)和多晶片模組(MCM)等新工藝，CAD、CAM、CAPP、CAT等核算機輔佐伎倆，使多媒體技能、人機互動、恍惚節制、人工神經元收集等新技能在現代儀器儀表中獲得了普遍使用。
- 收集化
- 多種智慧型化儀器儀表已陸續面向市場，儀器儀表正派歷著深入的智慧型化革新。集成測試系統也走向了收集化，各台儀器之間經過GPIB匯流排、VXI匯流排相連。
- 微型化
- MEMS產物包括汽車加快計，壓力、化學、流量傳器、微光譜儀等產物，普遍使用於情況科學、航天、生物醫療、汽車工業、軍事、工業節制等範疇。
檢修方法
對比法
具體方法是：讓有故障的儀表和正常儀表在相同情況下運行，而後檢測一些點的信號再比較所測的兩組信號，若有不同，則可以斷定故障出在這裡。這種方法要求維修人員具有相當的知識和技能。
要求有兩台同型號的儀表，並有一台是正常運行的。使用這種方法還要具備必要的設備，例如，萬用表、示波器等。按比較的性質分有，電壓比較、波形比較、靜態阻抗比較、輸出結果比較、電流比較等。
電容旁路法
當某一電路產生比較奇怪的現象，例如顯示器混亂時，可以用電容旁路法確定大概出故障的電路部分。
隔離法
故障隔離法不需要相同型號的設備或備件作比較，而且安全可靠。根據故障檢測流程圖，分割包圍逐步縮小故障搜尋範圍，再配合信號對比、部件交換等方法，一般會很快查到故障之所在。
敲擊法
經常會遇到儀器運行時好時壞的現象，這種現象絕大多數是由於接觸不良或虛焊造成的。對於這種情況可以採用敲擊與手壓法。
狀態調整法
一般來說，在故障未確定前，不要隨便觸動電路中的元器件特別是可調整式器件更是如此，例電位器等。但是如果無紙記錄儀事先採取復參考措施（例如，在未觸動前先做好位置記號或測出電壓值或電阻值等），必要時還是允許觸動的。也許改變之後有時故障會消除。
IC的電源和地端；對電晶體電路跨接在基極輸入端或集電極輸出端，觀察對故障現象的影響。如果彩色無紙記錄儀電容旁路輸入端無效而旁路它的輸出端時故障現象消失，則確定故障就出現在這一級電路中。
儀器技術
感測技術
感測技術不僅是儀器儀表實現檢測的基礎，也是儀器儀表實現控制的基礎。這不僅因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎，並且是由於控制達到的精度和狀態，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的控制。
廣義而言感測技術必須感知三方面的信息，它們是客觀世界的狀態和信息，被測控系統的狀態和信息以及操作人員需了解的狀態信息和操控指示。在這裡應注意到客觀世界無窮無盡，測控系統對客觀世界的感知主要集中於與目標相關的客觀環境（簡稱既定目標環境），既定目標環境之外的環境信息可通過其它方法採集。被測控系統可以是簡單的物或單一的樣本，可以是複雜的無人直接操縱的自動系統，可以是有人（群）在內操作的大型自動化系統或社會活動系統，也可以是人體。以人體健康、生理、心理狀態為目標的感測技術是醫療診治儀器的基礎和核心。操作人員可以是單人，但在系統化、網路化的情況下常為不同崗位下的操作人員群體。
窄義而言，感測技術主要是客觀世界有用信息的檢測，它包括有用被測量敏感技術，涉及各學科工作原理、遙感遙測、新材料等技術；信息融合技術，涉及感測器分布，微弱信號提取（增強），感測信息融合，成像等技術，感測器製造技術，涉及微加工，生物晶片，新工藝等技術。
系統集成
系統集成技術直接影響儀器儀表和測量控制科學技術的套用廣度和水平，特別是對大工程、大系統、大型裝置的自動化程度和效益有決定性影響，它是系統級層次上的信息融合控制技術，包括系統的需求分析和建模技術，物理層配置技術，系統各部份信息通信轉換技術，套用層控制策略實施技術等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還包括各級操作人員需求分析技術。
智慧型控制
智慧型控制技術是人類以接近最佳方式，通過測控系統以接近最佳方式監控智慧型化工具、裝備、系統達到既定目標的技術，是直接涉及測控系統的效益發揮的技術，是從信息技術向知識經濟技術發展的關鍵。智慧型控制技術可以說是測控系統中最重要和最關鍵的軟體資源。從發展趨勢看，在企業信息化ERP/MES/PCS三級結構的計算機測控系統中，軟體的價格已超過硬體的3倍。而有關石化、冶金、電力、製藥行業中自動化測控系統的先進控制軟體價格就超過系統硬體價格。智慧型控制技術包括仿人的特徵提取技術，目標自動辨識技術，知識的自學習技術，環境的自適應技術，最佳決策技術等。
人機界面
人機界面技術主要為方便儀器儀表操作人員或配有儀器儀表的主設備、主系統的操作員操作儀器儀表或主設備、主系統服務。它使儀器儀表成為人類認識世界、改造世界的直接操作工具。儀器儀表、甚至配有儀器儀表的主設備、主系統的可操作性、可維護性主要由人機界面技術完成。儀器儀表具有一個美觀、精緻、操作簡單、維護方便的人機界面，常成為人們選用儀器儀表及配有儀器儀表的主設備、主系統的一個重要條件。
人機友好界面技術包括顯示技術、硬拷貝技術、人機對話技術、故障人工干預技術等。考慮到操作人員從單機單人向系統化、網路化情況下的許多不同崗位的操作人員群體發展、人機友好界面技術正向人機大系統技術發展。此外，隨著儀器儀表的系統化、網路化發展，識別特定操作人員、防止非操作人員的介入技術也日益受到重視。
可靠性
隨著儀器儀表和測控系統套用領域的日益擴大，可靠性技術特別是在一些軍事、航空航天、電力、核工業設施，大型工程和工業生產中起到提高戰鬥力和維護正常工作的重要作用。這些部門一旦出現故障，將導致災難性的後果。因此裝置的可靠性、安全性、可維性、特別是包括受測控系統在內的整個系統的可靠性、安全性、可維性顯得特別重要。像2003年8月15日美國、加拿大大面積停電的事故，是決不應由部分設備故障而擴展造成！
儀器儀表和測控系統的可靠性技術除了測控裝置和測控系統自身的可靠性技術外，同時還要包括受測控裝置和系統出現故障時的故障處理技術。測控裝置和系統可靠性包括故障的自診斷、自隔離技術，故障自修復技術，容錯技術，可靠性設計技術，可靠性製造技術等。
防護等級
在確定儀器儀表眾多標準時我們常常遇到防護等級IP這一標準，那么何為防護等級以及它後面的數字代表什麼呢？下面為大家作些介紹以方便大家在工作中查閱和參考。防護等級系統IP（INTERNATIONAL PROTECTION）是由IEC組織起草和制定的。該系統將儀器儀表依其防塵、防濕氣等特性加以分級。IP防護等級是由兩個數字所組成，第1個數字表示儀器儀表和電器離塵、防止外物侵入的等級，第2個數字表示儀器儀表和電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數字越大表示其防護等級越高。
第1個數字：
為0-表示沒有防護對外界的人或物無特殊防護。
為1-表示防止>50mm的固體物體侵入，防止人體（手掌）因意外而接觸到電器內部的零件，防止>50mm的外物侵入。
為2-表示防止>12mm的固體物體侵入，防止人體（手指）因意外而接觸到電器內部的零件；防止>12mm的外物侵入。
為3-表示防止>2.5mm的固體物體侵入，防止>2.5mm的細小外物而接觸到電器內部的零件。
為4-表示防止>1.0mm的固體物體侵入，防止>1.0mm的微小外物而接觸到電器內部的零件。
為5-表示防塵，完全防止外物侵入，且侵入的灰塵量不會影響電器的正常工作。
為6-表示防塵，完全防止外物侵入，且可完全防止灰塵侵入。
第2個數字：
為0-表示沒有防護。
為1-表示防止滴水侵入，垂直滴下的水滴不會對電器造成有害影響。
為2-表示傾斜15時仍可防止滴水侵入，儀器儀表和電器傾斜15時滴水不會對電器造成有害影響。
為3-表示防止噴灑的水侵入，防雨，或防止與垂直<60方向所噴灑的水侵入儀器儀表和電器造成損壞。
為4-表示防止飛濺的水侵入，防止各方向飛濺的水侵入儀器儀表和電器造成損壞。
為5-表示防止噴射的水侵入，防止各方向噴射的水侵入儀器儀表造成損壞。
為6-表示防止大浪侵入，防止大浪侵入安裝在甲板上的儀器儀表和電器造成損壞。
為7-表示防止浸水時水的侵入，儀器儀表和電器浸在水中一定時間或在一定標準的水壓下，能確保儀器儀表和電器不因進水而造成損壞。
為8-表示防止沉沒時水的侵入，儀器儀表和電器無限期的沉沒在一定標準的水壓下，能確保儀器儀表不因進水而造成損壞。
套用效果
1、 集中管理各地客戶資源，統一客戶信息的平台。
2、 提高工作效率，並對現有資源進行整合、共享。
3、 使業務人員的行為更加有效，了解業務員的行動狀態。
4、 梳理業務狀態，實現銷售的過程化管理。
發展史
古代工具
（一）早期主要的測量、度量器具1.稱重器和計時器人類最早的度量器具是稱重器和計時器，反映了人類早期的認識和生活需求。現已發現公元前2500年使用天平的證據，而在普通貿易中使用天平的最早跡象是在公元前1350年。天平桿為木製，砝碼則是用青銅做成的各類鳥獸形狀。原始的計時器主要有影鐘、水鐘和水運天文台3種。公元前1450年，古埃及就有綠石板影鐘。至公元14世紀，用以表示時間的唯一可靠的方法是日晷或影鐘。
天文鐘/水運天文台
天文鐘/水運天文台公元前600年至公元前525年，也有用棕櫚葉和鉛垂線記錄夜間時間和特定天體的儀器。當天體通過子午線時，從棕櫚葉的開口中觀察到天體穿過鉛垂線的過程。在中國江蘇儀征,出土了東漢中期的小型摺疊銅質民間測影儀器。
公元1400年前，埃及記錄較短時間的儀器叫水鐘，水鐘內有刻度，下有小孔，整個水鐘用雪花石膏做成瓶狀。在古希臘,古羅馬有當時世界上唯一的機械計時儀——水儀。通過水的傳遞計量時間，記錄的是不斷流動的概念而不是連續相等的時間，非常不精確。中國北宋時期的蘇頌和韓公謙於1088年製作了天文計時器——天文儀象台。它採用民間的水車、筒車、桔槔、凸輪和天平秤桿等，是集觀測、演示和報時為一身的天文鐘，被稱為水運天文台。2.指南針、渾天儀、地動儀
渾天儀
渾天儀在中國，公元前300～公元前100年，有人利用天然磁石的性質，發明了磁羅盤，即定向儀器；指南針到宋代發展成熟。中國西夏時候就有觀測和記錄天文的儀器，叫渾天儀元代的郭守儀(1231年～1361年)對渾天儀進行了改造，製成簡儀，其製造水平在當時遙遙領先，其原理在現代工程測量、地形觀測和航海儀器中廣泛使用。東漢時期，張衡發明了世界上第一台自動天文儀——渾天儀和世界上第一台觀測氣象的候風儀，開創了人類使用儀器測量地震的歷史。
（二）中世紀的儀器
（三）文藝復興時期的科學儀器
15世紀後期，隨著自然科學的發展，早期的科學儀器也以不同的背景和形式逐漸形成，主要有光學儀器、溫度計、擺鐘、數學儀器等。
- 光學儀器
1590年左右，荷蘭人扎哈里那斯·詹森製造了第一個非常精確的複合顯微鏡，這就是今天人們常說的顯微鏡。
另一荷蘭人漢斯·利佩於1608年發明了單筒望遠鏡，後來又發明了雙筒望遠鏡。伽利略把望遠鏡和顯微鏡第一次用於科學實驗,並於1609年後製造了第一台長29米、直徑42毫米的鉛管儀器，所以後來人們常把伽利略作為望遠鏡和顯微鏡的實際發明者。1611年，刻卜勒出版了《屈光學》，解釋瞭望遠鏡和顯微鏡的光學原理，並提出了“天文望遠鏡”的構想。再後來，沙伊納製造第一架天文望遠鏡，牛頓於1668年製成了第一架天文反射望遠鏡。
18世紀後半葉，所有的光學儀器都是在克卜勒式透鏡組合的基礎上改造。
- 溫度計
大約1714年，華倫海特創造了以其名字命名的溫度計，被稱為華氏溫度計。17世紀末，氣壓計和溫度計與刻度標尺、指針和其它配件配合安裝在一起，成為儀器大家庭中的重要組成部分，也是儀器製造貿易中的重要部分。
- 數學儀器
英格蘭的吉米尼( Thomas Gemini)率先進行數學儀器(1524年～1562年)的製造，之後不久英國雕刻匠和制模匠科爾(Humfray Cole)開始從事儀器的專門製作，從此開始出現了大批的儀器供應商，產品範圍也由星盤、日昝和象限儀擴展到觀測和測量用儀器，以及一系列演示“自然科學實驗”的儀器。
- 其它儀器
到1650年後，新型的精密儀器就不斷地被製造出來。如測量用的圓周儀、量角器，航海用的高度觀測儀和反向式八分儀，繪圖和校儀用的分度尺和繪圖儀，還有經緯儀、氣泡水平儀、新型望遠準鏡、測探儀、海水取暖器、玻意爾製造的比重計、擺鐘，等等。這些精密儀器為17世紀後自然科學的發展提供了重要保障，是科學技術發展的標誌，也為科學儀器的進一步發展打下了良好的基礎。
近代儀表
到了18世紀初，由於科學研究和科學課堂的需求，製造者們開始設計和生產標準的儀器和配件；儀表工匠與其它專業製造者聯合起來，製造了光學、氣動、磁力和電力等方面的儀器，從此將儀器與儀表正式結合起來，使儀器儀表融為一體，成為一個專門的學科。
1800年，英國的特里維西克設計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機，這是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進，在1829年創造了“火箭”號蒸汽機車，該機車拖帶一節載有30位乘客的車廂，時速達46公里/時，引起了各國的重視，開創了鐵路時代。
- 自從奧斯特在1820發現了電流的磁效應,奧斯特做了六十多個實驗，考察電流對磁針作用的強弱、電流對磁針的影響；並在1820年7月21日發表了題為《關於磁針上電流碰撞的實驗》的論文，向科學界宣布了電流的磁效應，揭開了電磁學的序幕，標誌著電磁學時代的到來。
1831年8月26日，法拉第用伏打電池在給一組線圈通電（或斷電）的瞬間，在另一組線圈獲得的感生電流，稱之為“伏打電感應”。同年10月17日，法拉第完成了在磁體與閉合線圈相對運動時在閉合線圈中激發電流的實驗，稱之為“磁電感應”，並提出磁場的概念，實現了“磁生電”，創造電磁力學，設計了圓盤發電機，宣告了電氣時代的到來，以電磁為核心的第一代電磁式儀器開始逐步走向成熟。
電磁效應的發現與套用，為原始的機械式儀器儀表向電磁式儀器儀表發展提供了理論和技術保障，使第一代指針式儀器儀表正式形成與發展。3.麥克斯韋繼法拉第之後集電磁學大成，在1865年他預言了電磁波的存在，說並指出電磁波只可能是橫波，計算出電磁波的傳播速度等於光速。麥克斯韋於1873年建立電磁理論，在出版的科學名著《電磁理論》中系統、全面、完美地闡述了電磁場理論，成為經典物理學的重要支柱之一。4.1886 年至1888 年，德國物理學家赫茲通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論，證明了無線電輻射具有波的所有特性，進而發現了無線電波，設計出了雷達，開啟了無線電波通信技術，使遠距離無線測量儀器的出現成為可能，讓電話、電視等電器有了飛躍發展。
雷達
雷達6.20世紀初，電子技術的發展使各類電子儀器快速產生，如今後普及全球的電子計算機，便是從這一時代開始崛起的。同時，隨著工業化程度的不斷提高，各行各業的電子儀器如雨後春筍般地出現，如計量、分析、生物、天文、汽車、電力、石油、化工儀器等。
電子儀器的產生使儀器儀表從模擬式儀器過渡到數字式儀器。
發展趨勢
伴隨著計算機、通訊、軟體和新材料、新技術等的快速發展與成熟，人工智慧、線上測控成為可能，使儀器走向智慧型化、虛擬化、網路化。
十二五”期間工信部已把感測器及智慧型化儀器儀表擺到推動製造業轉型升級的重要位置，在工信部相關資源中對感測器及智慧型化儀器儀表的研發及產業化予以支持。
數位化是智慧型儀器、個人儀器和虛擬儀器的基礎，是計算機技術進入測量儀器的前提。廣泛套用於電子數字計算機、數控技術、通訊設備、數字儀表等方面，諸如人類第一台電子數字計算機ENIAC，愛思達金相顯微鏡，體視顯微鏡，X光檢查機等。
智慧型儀器
嵌入的計算機系統可以是晶片級，如單片機、數位訊號處理(Digital Signal Processing,DSP)等，模板級如PC - 4。也可以是系統級，如微型計算機系統，可程式單晶片系統( System on a ProgrammableChip,SOPC)等。
智慧型儀器在結構上自成一體，有的儀器內部還帶有專用的微型計算機系統和通用接口匯流排( General Purpose Interface Bus,GP IB)接口，能獨立完成測試。智慧型儀器由於引入了計算機，功能強大，性能優異，使用靈活、方便，是現階段高檔電子儀器的主體。如離子污染測試儀，上PIN機，雙盤研磨機，剝離強度測試儀，拉脫強度測試儀等都採用智慧型技術的現代化精密檢測儀器，又比如納米智慧型機器人。
隨著新技術、新工藝和嵌入式系統技術的不斷進步，智慧型儀器還在不斷發展，不斷推陳出新，不斷提高智慧型水平。
彩印儀器卡
彩印儀器卡個人儀
把測試功能的硬體模組，做成一個I/O插卡(儀器卡),直接插入個人計算機( PC)擴展插槽，再配置相應的測試軟體，使計算機能夠完成測量儀器的功能，構成一個以PC為基礎的個人計算機儀器。個人計算機儀器充分吸取了GP IB標準化和智慧型儀器智慧型化的優點，同時又能共享PC機的硬體、外設和軟體資源，使其顯示出強大的生命力。
虛擬儀器
虛擬技術是利用計算機界面和線上幫助功能，建立儀器虛擬板面，通過計算操作完成對對象的測試分析功能。
虛擬儀器實質上是“軟硬結合”、“虛實結合”的產物。它充分利用計算機技術來實現和擴展傳統儀器的功能。在虛擬儀器中，硬體只是信號傳輸的介質，軟體才是整個儀器系統的關鍵。
用戶可根據自己的需要通過編制不同的測試軟體來構建不同功能的測試系統。其中，許多硬體功能可直接由軟體實現，系統具有極強的通用性和多功能性。
網路儀器
基於Internet和Intranet的網路儀器是計算機技術、虛擬技術、網路技術的完美結合，代表了當前和今後儀器儀表領域的發展潮流，已在測量與測控領域內顯現。如網路化流量計、網路化感測器、網路化示波器、網路化分析儀和網路化計量表等，都成為人們的新寵。
網路化儀器可實現任意時間、任何地點對系統的遠程訪問，實時獲得儀器的工作狀態；通過友好的用戶界面，不僅可對遠程儀器進行功能控制和狀態檢測，還能將遠程儀器測得的數據快速傳遞給本地計算機。與傳統的儀器相比，網路儀器具有無可比擬的優勢，如功能分散、危險分散、地理分散、管理集中、通信功能強、網路隔離度高、分布廣泛；系統操作簡單，人機界面友好，便於擴展和維護；通信標準公開、一致、開放，儀器間信息資源共享,具有互操作性，可組建大規模分散式測控網路，等等。因此，網路儀器已成為現代儀器儀表發展的突出方向。
行業趨勢
我國已步入儀器儀表生產大國行業，通過多年發展已具備了相當的產業規模，面對錯綜複雜的國際貿易形勢，我國儀器儀表行業應牢牢抓住發展的戰略優勢期，本著“創新優先、重點突破、技術融合、夯實基礎、多元投入”的原則，布局符合戰略性新興產業的發展規劃。
我國儀器儀表行業發展規劃
我國儀器儀表行業發展規劃諾美觀點：我國儀器儀表產業雖然發展迅速，但暴露的問題也較多，阻礙了產業產業實現又好又快發展的步伐，在此背景下全行業應努力實現產業轉型，提高研發力度，同時也希望國家加大對儀器儀表工業的重視和支持，協商並給予必要的扶植政策。
在信息技術高速發展的背景下，儀器儀表及測量控制技術得到日益廣泛套用，給儀器儀表行業的快速發展提供了良好契機。儀器儀表是信息產業的源頭和組成部分，是信息技術的重要基礎。錢學森院士對新技術革命有如下論述：“新技術革命的關鍵技術是信息技術，信息技術由測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成，測量技術則是關鍵和基礎”。國際上也將信息技術生產行業定性為計算機、通訊、儀器儀表三個行業。
儀器儀表套用領域廣泛，覆蓋了工業、農業、交通、科技、環保、國防、文教衛生、人民生活等各個方面，在國民經濟建設各行各業的運行過程中承擔著把關者和指導者的任務。據（2014年中國儀器儀表行業概況分析）分析，由於其地位特殊、作用大，對國民經濟有巨大倍增和拉動作用，有著良好的市場需求和巨大的發展潛力。具體的需求主要分為以下幾個方面：
（1）高水平的科學研究和高新技術產業的迅速發展提高了對儀器儀表的需求，也深刻認識到工業控制對控制理論的需求，而且鼓勵引導科學家們去更多關注自動理論的研究工作。
（2）儀器儀表已成為現代國防建設所需裝備的重要組成部分，我國航天工業固定資產的1/3 是儀器儀表和計算機；運載火箭的儀器開支占全部研製經費的1/2 左右；飛彈的高精度制導、控制，航天經緯測量和紅外成像、專用高溫實驗設備等都是國防裝備中的重點產品。
（3）儀器儀表廣泛套用於裝備、改造傳統產業工藝流程的測量和控制，是現代化大型重點成套裝備的重要組成部分，是信息化帶動工業化的重要紐帶。據有關資料顯示，隨著裝備水平的提高，儀器儀表在工程設備總投資中的比重已達到18%左右；現代化的寶鋼技術裝備投資中，有1/3 的經費用於購置儀器和自控系統。
（4）儀器儀表在探索人類社會可持續發展、抵禦自然災害、實施有關法律（質量、商檢、計量、環保等）的過程中作為重要實施手段和保障工業被普遍採用。
分類
分類標準
儀器儀表是多種科學技術的綜合產物，品種繁多，使用廣泛，而且不斷更新，有多種分類方法。按使用目的和用途來分，主要有量具量儀、汽車儀表、拖拉機儀表、船用儀表、航空儀表、導航儀器、駕駛儀器、無線電測試儀器、載波微波測試儀器、地質勘探測試儀器、建材測試儀器、地震測試儀器、大地測繪儀器、水文儀器、計時儀器、農業測試儀器、商業測試儀器、教學儀器、醫療儀器、環保儀器等。
產品儀表
屬於機械工業產品的儀器儀表有工業自動化儀表、電工儀器儀表、光學儀器，分析儀器、實驗室儀器與裝置、材料試驗機、氣象晦洋儀器、電影機械、照相機械、複印縮微機械、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。它們通用性較強，批量較大，或為儀器儀表工業所必需的基礎。
特徵分類
各類儀器儀表按不同特徵，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或子類。如工業自動化儀表按功能可分為檢測儀表、迴路顯示儀表、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儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表和機械量測量儀表等；溫度測量儀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。
其它分類
其他各類儀器儀表的分類法大體類似，主要與發展過程、使用習慣和有關產品的分類有關。儀器儀表在分類方面尚無統一的標準，儀器儀表的命名也存在類似情況。
儀器儀表還有一種分類，叫一次儀表和二次儀表，一次儀表指感測器這類直接感觸被測信號的部分，二次儀表指放大、顯示、傳遞信號部分。
特點
軟體化
隨著微電子技術的發展，微處理器的速度越來越快，價格越來越低，已被廣泛套用於儀器儀表中，使得一些實時性要求很高，原本由硬體完成的功能，可以通過軟體來實現。甚至許多原來用硬體電路難以解訣或根本無法解決的問題，也可以採用軟體技術很好地加以解決。數位訊號處理技術的發展和高速數位訊號處理器的廣泛採用，極大地增強了儀器的信號處理能力。數字濾波、FFT、相關、卷積等是信號處理的常用方法，其共同特點是，算法的主要運算都是由疊代式的乘和加組成，這些運算如果在通用微機上用軟體完成，運算時間較長，而數位訊號處理器通過硬體完成上述乘、加運算，大大提高了儀器性能，推動了數位訊號處理技術在儀器儀表領域的廣泛套用。
集成化
大規模積體電路LSI技術發展到今天，積體電路的密度越來越高，體積越來越小，內部結構越來越複雜，功能也越來越強大，從而大大提高了每個模組進而整個儀器系統的集成度。模組化功能硬體是現代儀器儀表的一個強有力的支持，它使得儀器更加靈活，儀器的硬體組成更加簡潔，比如在需要增加某種測試功能時，只需增加少量的模組化功能硬體，再調用相應的軟體來使用此硬體即可。
參數整定
隨著各種現場可程式器件和線上編程技術的發展，儀器儀表的參數甚至結構不必在設計時就確定，而是可以在儀器使用的現場實時置入和動態修改。
通用化
現代儀器儀表強調軟體的作用，選配一個或幾個帶共性的基本儀器硬體來組成一個通用硬體平台，通過調用不同的軟體來擴展或組成各種功能的儀器或系統。一台儀器大致可分解為三個部分：1）數據的採集；2）數據的分析與處理；3）存儲、顯示或輸出。傳統的儀器是由廠家將上述三類功能部件根據儀器功能按固定的方式組建，一般一種儀器只有一種或數種功能。而現代儀器則是將具有上述一種或多種功能的通用硬體模組組合起來，通過編制不同的軟體來構成任何一種儀器。
性能
衡量儀器儀表性能的主要技術指標有精確度、靈敏度、回響時間等。精確度表示儀表測量結果與被測量真值的一致程度。儀器儀表的精確度常用精確度等級來表示，例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過±1.0%範圍。精確度等級數小，說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很小的增量時與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的最小被測量。回響時間是指儀表輸入一個階躍量時，其輸出由初始值第一次到達最終穩定值的時間間隔，一般規定以到達穩定值的95%時的時間為準。此外，還有重複性、線性度、滯環、死區、漂移等性能技術指標。
市場分析
中、低檔電工儀器儀表產品國內市場占有率達到95%，高檔產品的國內市場占有率和中低檔產品的國外市場占有率在現有基礎上有大幅度提高。中國儀表產業在2010年的市場發展將有望提高。產品結構調整目標。其中工業自動化儀表，重點發展基於現場匯流排技術的主控系統裝置及智慧型化儀表、特種和專用的自動化儀表。產品技術水平達到20世紀90年代後期國外先進水平，2005年銷售額占到國產儀表銷售額的30%。面向市場，全面擴大服務領域，推進儀表系統的數位化、智慧型化、網路化，完成自動化儀表從模擬技術向數位技術的轉變，“十五”末數字儀表的品種數達到60%以上。
冬季保溫
採取的措施通常有：選型，保溫伴熱，維護（點巡檢、排污）等。
選型措施
選帶保溫裝置型儀表。根據儀表的類別用途及擬安裝地理位置，提出該儀表的保溫防凍需求，再提交與廠家來處理。
北方有的地方晝夜溫差太大，夜間可以到達－20多度，若從選型上解決則性價比相當大不合算．而選擇
保溫措施
用保溫材料保溫，即用保溫材料將儀表易凍或怕凍的部位包起來。冬季來臨時要檢查、經常排污，防止包裝的保溫材料破損。
伴熱措施
1、蒸汽伴熱措施
即使用管蒸汽暖氣保溫。冬季保溫送汽之前要檢查一下蒸汽保溫管路是否暢通或堵塞。最好蒸汽是24小時通的，不要太熱，有時還要根據天氣溫度變化來調整供保溫汽量，以防止溫度太高使變送器引壓管內冷凝液汽化影響變送器工作或因溫度太低使變送器引壓管內冷凝液冷凍影響變送器工作暢通。
2、保溫保護箱措施
a、電熱管伴熱保溫箱，由箱體、加熱器、儀表托架等三大部分組成，其結構形式與保護箱相同，所不同的是箱內裝有電器加熱裝置，起結構形式如圖，電熱裝置是由電熱管，溫度控制器組成，箱體側面裝有插座，當接通電源後，箱內加熱到所需溫度時，再由溫度控制器接通電源繼續升溫。通過反覆工作使箱內溫度能保持在一定範圍內。其恆溫加熱器主要參數：
⑴、額定電壓200V.50Hz
⑵、額定功率300～500W
⑶、控制溫度可由用戶自定
⑷、恆溫加熱器也可做成防爆型
⑸、電熱管材料有三種：即銅管、碳鋼管、不鏽鋼管。
b、蒸氣管伴熱保溫箱，伴熱管是用金屬管制成S型結構.箱體上下採用焊接式穿板接頭與伴熱管焊接而成，伴熱管安裝在箱內為上進下出，通過蒸氣在管腔內的循環而達到加熱目的。伴熱管材料一般分為兩種，即紫銅管，無縫鋼管（碳鋼）。
c、為關鍵儀表箱再加一層保溫棉，在保溫箱門口和進出管線口加膠密封，可達到儀表系統更佳保溫防凍效果。
3、電加熱帶措施
電伴熱保溫技術是一種新型的由電能直接轉化為熱能的供暖技術。加裝保溫電纜，將伴熱帶，纏繞在儀表上，或粘在儀表櫃內部（但要注意所用伴熱帶的長度，要經濟適度）。
適用於管道、閥門、泵體的伴熱、防凍和保溫或者維持儀表管線工藝溫度的單相恆功率電熱帶，單位長度發熱量恆定，輸出功率不受環境溫度變化而改變，使用長度和功率成正比，在安裝時可以任意剪接，但必須保留有一個發熱節（即至少2.5m），外層編織層具有傳熱、散熱作用，同時能作為防靜電的安全接地。主要用於各種管道、儀表的防凍、保溫，最高維持溫度150℃。注意：對溫度要求嚴格控制的液體管線的伴熱和保溫（須配用溫度控制器）。
市場上還有一種產品，是軟包裝的電伴熱保護套，專門用於空間比較狹小的儀表伴熱，防爆，主要安裝在儀表的引壓管段和閥門處。
維護措施
1、安裝措施 合理選擇安裝地點：乾燥、無雨雪滴漏的地方。
2、點檢措施 有條件時由專人每日對保溫材料的是否破損、蒸汽管路的是否堵塞進行技術確認與技術處置。
3、報警措施 有條件的可加裝蒸汽泄露或斷電狀態的聲光報警小裝置，以方便保溫防凍措施隱患的發現與及時整治。
4、巡檢措施 由區域儀表維護責任人按預定巡檢路線定時巡檢。巡檢中要檢查保溫管線閥門是否正常、保溫箱是否正常、疏水裝置是否正常、保溫材料包裝是否完好、電伴熱供電元器件是否正常等。對易凍裝置儀表進行重點檢查並做好巡檢記錄，進行儀表及其保溫防凍措施進行乾燥、完整、潔淨的維護保養，及時解決現場發生的保溫伴熱問題。
套用領域
儀器儀表套用領域廣泛，覆蓋了工業、農業、交通、科技、環保、國防、文教衛生、人民生活等各方面，在國民經濟建設各行各業的運行過程中承擔著把關者和指導者的任務。由於其地位特殊、作用大，對國民經濟有巨大倍增和拉動作用，有著良好的市場需求和巨大的發展潛力。
（一）儀器儀表行業市場需求對象及覆蓋範圍 具體的需求對象可以從以下幾個方面進行表述：
- .在人類社會進入知識經濟時代、信息技術高速發展的背景下，儀器儀表及其測量控制技術得到日益廣泛套用，給儀器儀表行業的快速發展提供了良好契機。儀器儀表是信息產業的源頭和組成部分，是信息技術的重要基礎。錢學森院士對新技術革命有如下論述："新技術革命的關鍵技術是信息技術，信息技術是測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成，測量技術則是關鍵和基礎。"國際上也將信息技術生產行業定性為計算機、通訊、儀器儀表三個行業。
- .儀器儀表已成為現代國防建設技術裝備的重要組成部分，中國航天工業的固定資產1/3是儀器儀表和計算機；運載火箭的儀器開支占全部研製經費的1/2左右；飛彈的高精度制導、控制，航天精緯測量和紅外成像、專用高溫實驗設備等都是國防裝備中的重點產品。
- .儀器儀表在探索人類社會可持續發展、抵禦自然災害、依法治國並實施有關法律（質量、商檢、計量、環保等）的過程中作為重要實施手段和保障工業被普遍採用。
- 高水平的科學研究和高新技術產業的迅速發展提高了對儀器儀表的需求，儀器儀表在實施科教興國、知識創新和技術創新的過程中，正發揮十分重要的作用。各項高水平的科學實驗離不開科學儀器，現代科學的進步也越來越依靠尖端儀器的發展。現代生物、醫學、生態環境保護、新材料（納米材料等）、現代農業等諸多領域的發展，同樣是建立在尖端精密儀器科技發展的基礎上。
故障診斷
1、敲擊手壓法
我們使用儀器時，經常會遇到儀器運行時好時壞的現象，這種現象絕大多數是由於接觸不良或虛焊造成的。對於這種情況可以採用敲擊與手壓法。
所謂的“敲擊”就是對可能產生故障的部位，通過小橡皮鎯頭或其他敲擊物輕輕敲打外掛程式板或部件，看看是否會引起出錯或停機故障。所謂“手壓”就是在故障出現時，關上電源後對插的部件和插頭和座重新用手壓牢，再開機試試是否會消除故障。如果發現敲打一下機殼正常，再敲打又不正常時，最好先將所有接頭重插牢再試，若不成功，只好另想其它辦法。
2、觀察法
3、排除法
所謂的排除法是通過拔插機內一些外掛程式板、器件來判斷故障原因的方法。當拔除某一外掛程式板或器件後儀表恢復正常，就說明故障發生在那裡。
4、替換法
要求有兩台同型號的儀器或有足夠的備件。將一個好的備品與故障機上的同一元器件進行替換，看故障是否消除。
5、對比法
要求有兩台同型號的儀表，並有一台是正常運行的。使用這種方法還要具備必要的設備，例如，萬用表、示波器等。按比較的性質分有，電壓比較、波形比較、靜態阻抗比較、輸出結果比較、電流比較等。
具體方法是：讓有故障的儀表和正常儀表在相同情況下運行，而後檢測一些點的信號再比較所測的兩組信號，若有不同，則可以斷定故障出在這裡。這種方法要求維修人員具有相當的知識和技能。
6、升降溫法
有時，儀表工作較長時間，或在夏季工作環境溫度較高時就會出現故障，關機檢查正常，停一段時間再開機又正常，過一會兒又出現故障。這種現象是由於個別IC或元器件性能差，高溫特性參數達不到指標要求所致。為了找出故障原因，可採用升降溫法。
所謂降溫，就是在故障出現時，用棉纖將無水酒精在可能出故障的部位抹擦，使其降溫，觀察故障是否消除。所謂升溫就是人為地將環境溫度升高，比如用電烙鐵放近有疑點的部位(注意切不可將溫度升得太高以致損壞正常器件)試看故障是否出現。
7、騎肩法
騎肩法也稱並聯法。把一塊好的IC晶片安在要檢查的晶片之上，或者把好的元器件(電阻電容、二極體、三極體等)與要檢查的元器件並聯，保持良好接觸，如果故障出自於器件內部開路或接觸不良等原因，則採用這種方法可以排除。
8、電容旁路法
當某一電路產生比較奇怪的現象，例如顯示器混亂時，可以用電容旁路法確定大概出故障的電路部分。將電容跨接在IC的電源和地端；對電晶體電路跨接在基極輸入端或集電極輸出端，觀察對故障現象的影響。如果電容旁路輸入端無效而旁路它的輸出端時故障現象消失，則確定故障就出現在這一級電路中。
9、狀態調整法
一般來說，在故障未確定前，不要隨便觸動電路中的元器件，特別是可調整式器件更是如此，例電位器等。但是如果事先採取復參考措施(例如，在未觸動前先做好位置記號或測出電壓值或電阻值等)，必要時還是允許觸動的。也許改變之後有時故障會消除。
10、隔離法
故障隔離法不需要相同型號的設備或備件作比較，而且安全可靠。根據故障檢測流程圖，分割包圍逐步縮小故障搜尋範圍，再配合信號對比、部件交換等方法，一般會很快查到故障之所在。
未來發展
我國儀器儀表產業未來十年，應牢牢抓住發展的戰略機遇期，面向傳統產業改造提升和戰略性新興產業發展的需求，針對製造過程中的感知、分析、決策、控制和執行等環節，融合集成先進制造、信息和智慧型等技術，實現製造業的自動化、智慧型化、精益化和綠色化，朝向以下幾個重點發展方向不斷向前發展：
重點發展：
1、高檔數控工具機與基礎製造裝備：
加快實施《高檔數控工具機與基礎製造裝備》科技重大專項，加強專項研究成果的示範套用和產業化進程。重點發展高速、精密、複合數控金切工具機、重型數控金切工具機、數控特種加工工具機、大型數控成形衝壓設備;重型鍛壓設備、清潔高效鑄造設備、新型焊接設備、大型清潔熱處理與表面處理設備、非金屬成型設備、新材料製備裝備、高檔數控系統、數控工具機功能部件、數位化工具系統及量儀。
2、智慧型控制系統：
重點發展綜合性分散型控制系統DCS，具有與現場匯流排設備實現動態數據交換功能的現場匯流排控制系統FCS，邏輯控制、運動控制、模擬控制等功能有機集成的可程式控制系統PLC，先進高效發動機及其智慧型控制系統，新能源、新材料、節能環保等新興產業所需要的專用控制系統。
3、自動化成套生產線：
重點發展百萬噸級及以上大型乙烯、大型PTA自動化生產線的系統集成，大型煤化工自動化關鍵裝備;大型液化天然氣生產儲能自動化關鍵裝備、大型天然氣長距離輸送系統;高效棉紡、短流程染整自動化生產線;大型煤炭井下自動化綜合採掘成套設備及大型露天礦自動化成套設備。
4、精密和智慧型儀器儀表與試驗設備：
重點發展高精度、高穩定性、智慧型化壓力、流量、物位、成份儀表與高可靠執行器，智慧型電網先進量測儀器儀表AMI，材料分析精密測試儀器與力學性能測試設備，新型無損檢測及環境、多用熱值測定儀、安全檢測儀器，國防特種測試儀器等各類試驗設備。
5、關鍵基礎零部件、元器件及通用部件：
重點發展高可靠性力敏、磁敏等感測器，新型複合、光纖、MEMS、生物感測器，儀表專用晶片，色譜、光譜、多用熱值測定儀、質譜檢測器件;高參數、高精密和高可靠性軸承、液壓/氣動/密封元件、齒輪傳動裝置及大型、精密、複雜、長壽命模具;電力電子器件及變頻調速裝置。
6、智慧型專用裝備：
重點發展機器人產業;礦山用智慧型自卸電鏟、智慧型化全斷面掘進機、快速集成柔性施工裝備為代表的智慧型化大型施工機械;數位化、智慧型化、高速多功能印刷機械;大型先進高效智慧型化農業機械。
儀表行
我國從1953年起實行了第一個五年計畫，重點發展對象之一為儀器儀表，從十一五到十二五，我國的儀器儀表不斷的發展，不斷地呈現出新的趨勢，取得了很多良好的成果。相關專家指出，在十二五期間儀器儀表行業進入蛻變期。
五年計畫是我國國民經濟計畫的一部分，主要是對全國重大建設項目、生產力分布和國民經濟重要比例關係等作出規劃，為國民經濟發展遠景規定目標和方向。我國從1953起進行了第一個五年計畫，至今已經進入了十二五規劃期間。
儘管我國儀器儀表由於起步較晚，但經過九五期間的迅速發展，已經形成為了較為全面的產、研、銷體系。十五期間，我國重點發展了八大類儀器儀表以調整產品結構，包括工業自動化儀表、電工儀器儀表、科學測試儀器、環保儀器儀表、儀器儀表元器件、醫療儀器、信息技術電測儀器、尖端測量儀器。這使得我國儀器儀表有了長足的發展。
隨著十五期間我國成功加入WTO，我國儀器儀表行業進出口額都有了大幅度增長，尤其是出口數量有了顯著增加，在2003年年我國成為了亞洲第二大儀器儀表生產國家，僅次於日本。在進入十五晚期，我國儀器儀表更加注重高科技產業的發展，醫療設備及儀器儀表製造業增幅明顯。
進入十一五時期，我國儀器儀表進入了快速發展階段，產業規模不斷擴大，產品品種更加齊全，實現了年均20%的超高速增幅，而且利潤率也呈現快速增長。儘管期間2008年的全球金融危機對我國儀器儀表行業發展造成了一定影響，進出口逆差突破了百億美元。但是2009年我國儀器儀表產業複合增長率就達到了8.88%，2010年更是實現了8085億元工業總產值。
十一五時期儀器儀表的告訴發展主要是由於我國國民經濟的迅猛發展，隨著兩化融合的加深，為儀器儀錶帶來了極大的市場需求和發展空間。此外，我國儀器儀表行業自身技術水平顯著提升，市場份額不斷提升，本土企業實力開始顯現，也推動儀器儀表行業的高速發展。
進入十二五新時期，我國儀器儀表產業面臨著眾多機遇，如風電、核電、太陽能等新能源的發展，物聯網、智慧型電網以及高鐵和軌道交通業的建設，以及節能降低、低碳減排等新理念趨勢，都讓儀器儀表有了更廣闊的套用和市場需求。隨著微電子、計算機、網路和通訊技術的發展，儀器儀表智慧型化發展已經成為主流趨勢，因此我國在十二五期間，將重點發展智慧型儀器儀表，向高端領域進軍，推動行業的整體水平提升。
綜上所述，我國的儀器儀表行業在十二五期間處於蛻變時期，成熟的時期即將到來。十二五期間的儀器儀表行業面臨著很多的機遇，抓住重點，努力發展，使儀器儀表行業早日脫離蛻變進入更為成熟更為廣闊的市場。
