儀表，顯示數值的儀器總稱，包括壓力儀表流量儀表，以及各種分析儀器等。
基本介紹
- 中文名：儀表
- 壓力儀表：：壓力計、壓力表、
- 流量儀表：：流量計、流量感測器
- 分析儀器：：色譜儀、色譜配件
主要種類,簡介,靈敏度,精確度,復現性,穩定性,可靠性,儀表維護,套用領域,行業分類,行業特點,發展規劃,
主要種類
儀表（圖1）電工儀器儀表：電流表、電壓表、電流功率頻率表、電流分配、測電筆、斷路器、開關、接觸器、繼電器、接線端子、調壓器、電壓監測儀、智慧型電力監測儀、穩壓器、兆歐表、鉗形表、萬用表、電量變送器、電流變送器、鎮流器、整流器；
工業自動化儀表：控制系統、調節閥、調節儀器、多功能儀器、加熱設備、繞線機、裝置、智慧型儀表、安全柵、變頻器、模組、無紙記錄儀、探頭、放大器、加速度感測器、測速感測器、位移感測器、轉速感測器、電流感測器、張力感測器；
儀表（圖2）
儀表（圖2）量具：量規、遊標卡尺、千分尺、捲尺、百分表；
量儀：圓度儀、三坐標測量機、氣動量儀；
執行器：電動執行機構、氣動執行機構；
儀器專用電源：直流電源、穩壓電源、交流電源、開關電源、不間斷電源、逆變電源
顯示儀表：數字顯示儀；
通用實驗儀器：電熱板、電熱套、勻漿機、蒸餾器、分散器、搗碎器；
簡介
在工程式上儀表性能指標通常用精確度（又稱精度）、變差、靈敏度來描述。儀表工校驗儀表通常也是調校精確度，變差和靈敏度三項。變差是指儀表被測變數（可理解為輸入信號）多次從不同方向達到同一數值時，儀表指示值之間的最大差值，或者說是儀表在外界條件不變的情況下，被測參數由小到大變化（正向特性）和被測參數由大到小變化（反向特性）不一致的程度，兩者之差即為儀表變差。變差大小取最大絕對誤差與儀表標尺範圍之比的百分比：
儀表（圖3）
儀表（圖3）變差產生的主要原因是儀表偉動機構的間隙，運動部件的摩擦，彈性元件滯後等。取勝著儀表製造技術的不斷改進，特別 是微電子技術的引入，許多儀表全電子化了，無可動部件，模擬儀表改為數字儀表等等，所以變差這個指標在智慧型型儀表中顯得不那么重要和突出了。
靈敏度
靈敏度是指儀表對被測參數變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化的反應能力，是在穩態下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值：
靈敏度有時也稱“放大比”，也是儀表靜特性貼切線上各點的斜率。增加放大倍數可以提高儀表靈敏度，單純加大靈敏度並不改變儀表的基本性能，即儀表精度並沒有提高，相反有時會出現振盪現象，造成輸出不穩定。儀表靈敏度應保持適當的量。
然而對於儀表用戶，諸如化工企業儀表工來講，儀表精度固然是一個重要指標，但在實際使用中，往往更強調儀表的穩定性和可靠性，因為化工企業檢測與過程控制儀表用於計量的為數不多，而大量的是用於檢測。另外，使用在過程控制系統中的檢測儀表其穩定性、可靠性比精度更為重要。
精確度
儀表精確度科稱精度，又稱準確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有精確度這個概念。儀表精確度簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通常用相對百分誤差（也稱相對摺合誤差）表示。
儀表（圖4）
儀表（圖4）要提高儀表精確度，就要進行誤差分析。誤差通常可以分為疏忽誤差、緩變誤差、系統誤差和隨機誤差。疏忽誤差是指測量過程中人為造成的誤差，一則可以克服，二則和儀表本身沒有什麼關係。緩變誤差是由於儀表內部元器件老化過程引起的，它可以用更換元器件、零部件或通過不斷校正加以克服和消除。系統誤差是指對同一被測參數進行多次重複測量時，所出現的數值大小或符號都相同的誤差，或按一定規律變化的誤差，可目前尚未被人們認識的偶然因素所引起，其數值大小和性質都不固定，難以估計，但可以通過統計方法從理論上估計其對檢測結果的影響。誤差來源主要指系統誤差和隨機誤差。在用誤差表示精度時，是指隨機誤差和系統誤差之和。
任何儀表都有一定的誤差。因此，使用儀表時必須先知道該儀表的精確程度，以便估計測量結果與約定真值的差距，即估計測量值的大小。儀表的精確度通常是用允許的最大引用誤差去掉百分號（%）後的數字來衡量的。
儀表（圖5）
儀表（圖5）模擬式儀表的精確度一般不宜用絕對誤差（測量值與真實值的差）和相對誤差（絕對誤差與該點的真實值之比）來表示，因為前者不能體現對不同量程儀表的合理要求，後者很容易引起任何儀表都不能相信的誤解。例如，對一隻滿量程為100mA的電流表，在測量零電流時，由於機械摩擦使錶針的示數略偏離零位而得到0.2 mA的讀數，若按上述相對誤差的算法，那么該點的相對誤差即為無窮大，似乎這個儀表是完全不能使用的：但在工程人員看來，這樣的測量誤差是很容易理解的，根本不值得大驚小怪，它可能還是一隻比較精密的儀表呢！ 模擬式儀表的合理精確度，應該以測量範圍中最大的絕對誤差和該儀表的測量範圍之比來衡量，這種比值稱為相對（於滿量程的）百分誤差。
按儀表工業規定，儀表的精確度劃分成若干等級，簡稱精度等級，如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級、2.5級等。由此可見，精度等級的數字越小，精度越高。
復現性
測量復現性是在不同測量條件下，如不同的方法，不同的觀測者，在不同的檢測環境對同一被檢測的量進行檢測時，其測量結果一致的程度。測量復現性必將成為儀表的重要性能指標。
測量的精確性不僅僅是儀表的精確度，它還包括各種因素對測量參數的影響，是綜合誤差。
穩定性
在規定工作條件內，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱為穩定性（度）。儀表穩定性是化工企業儀表工十分關心的一個性能指標。由於化工企業使用儀表的環境相對比較惡劣，被測量的介質溫度、壓力變化也相對比較大，在這種環境中投入儀表使用，儀表的某些部件隨時間保持不變的能力會降低，儀表的穩定性會下降。儀表穩定性尚未有定量值，化工企業通常用儀表零漂移來衡量儀表的穩定性。儀表投入運行一年之中零位沒有漂移，相反儀表投入運行不到3個月，儀表零位就變了，說明儀表穩定性不好。儀表穩定性的好壞直接關係到儀表的使用範圍，有時直接影響化工生產，儀表穩定性不好造成的影響往往雙儀表精度下降對化工生產的影響還要大。儀表穩定性不好儀表維護量也大，是儀表工最不希望出現的事情。
可靠性
儀表可靠性是化工企業儀表工所追求的另一重要性能指標。可靠性和儀表維護量是相反相成的，儀表可靠性高說明儀表維護量小，反之儀表可靠性差，儀表維護量就大。對於化工企業檢測與過程控制儀表，大部分安裝在工藝管道、各類塔、釜、罐、器上，而且化工生產的連續性，多數有毒、易燃易爆的環境，這些惡劣條件給儀表維護增加了很多困難，一是考慮化工生產安全，二是關係到儀表維護人員人身安全，所以化工企業使用檢測與過程控制儀表要求維護量越小越好，亦即要求儀表可靠性儘可能地高。
隨著儀表更新換代，特別 是微電子技術引入儀表製造行業，使儀表可告性大大提高。儀表生產廠商對這個性能指標也越來越重視，通常用平均無故障時間MTBF來描述儀表的可靠性。一台全智慧型變送器的MTBF比一般非智慧型儀表如電動Ⅲ變送器要高10倍左右，它可高達100~390年。
儀表維護
1、安裝措施：合理選擇安裝地點，乾燥、無雨雪滴漏的地方。
儀表（圖6）
儀表（圖6）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。
具體的需求對象可以從以下幾個方面進行表述：
1、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。
儀表（圖7）
儀表（圖7）2、儀器儀表廣泛套用於裝備、改造傳統產業的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。
3、高水平科學研究和高新技術產業的發展迅速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是不能離開科學儀器的，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）、現代農業的發展等，同樣是建立在尖端精密儀器科技的發展基礎上。
4、儀器儀表已成為現代國防建設技術裝備的重要組成部分，我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。
5、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。
行業分類
按照新修訂的《國民經濟行業分類》國家標準（GB/T4754-2002），儀器儀表大行業包括工業自動控制系統裝置、電工儀器儀表、繪圖、計算及測量儀器、實驗分析儀器、試驗機、供套用儀表及其他通用儀器製造、環境監測專用儀器儀表、汽車及其他用計數儀表、導航、氣象及海洋專用儀器、農林牧漁專用儀器儀表、地質勘探和地震專用儀器、教學專用儀器、核子及核輻射測量儀器、電子測量儀器、其他專用儀器、鐘錶與計時儀器、光學儀器、其他儀器儀表的製造及修理、衡器、醫療診斷監護及治療設備等20個小行業。按產品的主要服務對象和領域分，通常把儀器儀表大行業概括為生產過程測量控制儀表及系統、科學測試儀器、專用儀器儀表、儀表材料和元器件四大類。
儀表（圖8）
儀表（圖8）我國儀器儀表行業的分布以機械系統開發生產通用儀器儀表為主，信息產業部、教育部、中國科學院、國家醫藥局和冶金、石化、輕工、煤炭、電力公司、測繪以及兵器、航天、航空、船舶工業等系統研製、生產各類專用儀器儀表；其中中科院（科學測試儀器）、信息產業部（通訊及電子測量儀器）、兵器、船舶及航空航天系統（軍工配套產品）、輕工系統（衡器）、國家醫藥局（醫療儀器及設備）力量較強。
說明：
1、國際上儀器儀表是一個獨立行業和產品領域，不屬機械，也不屬電子，內容還包括鐘錶行業。
2、按行業行政歸口，我國長期將電影機械、照相機、複印機等文化辦公設備行業也歸入儀器儀表行業，但本概況沒有包括這幾類小行業。
行業特點
1、特點
套用領域廣泛，品種繁多。涉及工農業生產、科學研究、國防建設、文教衛生等國民經濟眾多領域，產品有13大類，145個小類，800多個系列，16000個品種，約占機械行業的1/4。
儀表（圖9）
儀表（圖9）知識密集、技術密集型，是多學科的綜合體。
三高三低：高技術、高投入、高產出；低能耗、低材耗、低污染。
產品性能特點：高精度、高靈敏、高可靠、高環境適應性；生產特點多數屬於多品種、小批量。
對新技術敏感，更新換代快。
2、國際儀器儀表主要發展趨勢：
數位化、智慧型化、網路化、微型化。
兼併、重組加劇,大型儀表企業進入更強大綜合性工業集團趨勢明顯。
跨國公司加速推進對華戰略，進入以建獨資生產企業和控股投資公司、兼併中方優勢企業為主的“第三階段”。
3、我國儀器儀表行業的特點和趨勢：
門類齊全，有一定行業基礎，在開發中國家，屬“上游”，與已開發國家差距明顯。
受體制、機制、經濟及科技綜合水平、管理、人才等條件的制約，企業“多、散、弱”，科研開發能力不強，產品穩定性、可靠性有差距，市場出現高中檔產品以三資和進口為主，中低檔產品以中資企業為主的趨勢，而且由於市場規模、人力成本、行業基礎等比較優勢，一些量大面廣的產品將成為生產和出口大國。
三資企業高速發展，民企發展迅猛，國企處境艱難，不同經濟類型企業差距拉大，具體指標如下所列：行業總體上呈向上發展態勢，除三資企業外，中資企業的亮點集中在已有一定規模和實力的民企、改革已見成效的少數國企和由大學及科研機構創建的高科技企業。
發展規劃
儀器儀表是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質成分、物性參數等的器具或設備。包括檢修儀、電阻表、分析儀、測試儀、校驗儀等。廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數據處理等功能，例如用於工業生產過程自動控制中的氣動調節儀表，和電動調節儀表，以及集散型儀表控制系統也皆屬於儀器儀表。
我國微機繼電保護工業雖然起步較晚，但近二十年來，尤其是“十二五”期間有了迅速發展，目前我國已初步形成了一個比較齊全的微機繼電保護測試儀生產、科研和行銷體系。
專家預計“十二五”期間，我國儀器儀表行業市場前景，可從以下幾方面來分析：
環保儀器儀表
環保儀器儀表主要用在環境質量監測和污染源監測等方面。針對我國具體國情，環保主要解決我國水環境、大氣環境兩個戰略性和全局性的大環境生態污染問題。隨著節能降耗、減少排放和低碳經濟成為國家長期國策。對大氣環境、水環境的環保監測儀器儀表，取樣系統和環境監測自動化控制系統產品，潛在的市場規模達數十億元至數百億元。
微機繼電保護測試儀
在國家電網公司提出，要大力推進以特高壓電網為龍頭、各級電網協調發展、健全智慧型電網的原則，同時還明確了電力用戶用電信息採集系統建設是我國智慧型電網建設的重要組成部分後，智慧型電網建設漸進式發展起來。而電網建設是全球性行為，是長期、漸進式的剛性市場，為微機繼電保護測試儀的重大發展機遇。同時，印度的電力工業發展較快，人口多，對電能表的需求量比較大。
工業自動化儀表
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、特種和專用自動化儀表。從市場需求看，我國工業自動化市場需求日益旺盛。據中國儀器儀表協會預測，到十二五末，工業自動化市場需求將會翻倍。另一方面，隨著國內經濟環境的日益增長，以及國家對電力工業基礎建設的逐步重視，這些信號也對儀器儀表提出新的要求和市場需求。
儀器儀表行業發展步伐沒有因金融風暴放緩
儀器儀表行業已經連續八年保持了經濟高位運行的態勢。雖然全球受金融風暴的影響，各個行業經濟東圃有所放緩，但儀表行業的增長速度並沒有放緩。
主要有兩個原因，一是國家的經濟仍處於高位運行;按照過去的經驗，如果GDP的增長在15%以上時，儀表行業的增長率則在26%～30%之間。二是國家巨觀調控對儀表行業的影響有一個滯後期，儀表往往在工程的後期才交付使用，因此，因巨觀調控政策而減少的投資對儀表行業的影響不會太大。
外資儀器儀表企業開始改變原來以獨資形式為主的投資方式。這種變化主要表現在兩方面，一是開始著力收購兼併國內優秀的生產企業，二是委託生產比例不斷上升。外企收購國內的優秀企業並不容易。政府對儀器儀表行業的支持力度越來越大，其中的投入也越來越多，讓國內優秀的儀表製造企業有了更為廣闊的發展空間。
穩定性可靠性問題成為制約我國儀器儀表發展障礙
國產儀器儀表與自動化系統的可靠性和穩定性與國外產品的差距很大。其可靠性問題動搖了冶金、電力、石油化工等重點行業對國產產品的信心，從而在國家重大技術裝備的國產化工作中，儀器儀表與自動化系統的國產化推進最為緩慢。極大地影響了裝備製造業技術水平和產品質量的提高。穩定性和可靠性問題已經成為制約我國儀器儀表工業發展和技術創新的一個嚴重障礙。
可靠性工作是一項綜合性工作，可靠性工作需從系統的觀點出發，在產品全生命周期中，最大限度地排除和控制各種不可靠因素，最大限度地檢出不可靠因素所造成的缺陷，以求最省費用、最省時間地實現既定可靠性目標的運作。它涉及產品性能有效性、功能安全性、使用壽命、維修性、環境適應性，以及產品的全生命周期費用等各個方面。可靠性工作需要系統的理論性研究、需要長期的數據積累、需要細緻的實驗論證和廣泛的調研分析。
