¿Qué es un instrumento? ¿De qué componentes se compone generalmente?
Instrumento
yíbiǎo
1. [apariencia; aspecto portante]: apariencia de la persona
2. [metro]: varios Instrumento de medición
La diferencia entre un metro y un instrumento
Un instrumento es una máquina en un sentido combinado; normalmente contiene al menos varios instrumentos.
Un instrumento es. generalmente solo se usa para indicar datos
1. Instrumento de temperatura
Termómetro de vidrio
Termómetro bimetálico
Termómetro de presión
Termopar
Resistencia térmica
Termómetro sin contacto
Control de temperatura (regulador)
Transmisor de temperatura
Instrumento de calibración de temperatura
Sensor de temperatura
Probador de temperatura
2. Instrumento de presión
Manómetro
Manómetro
Transmisor de presión
Transmisor de presión diferencial
Instrumento de calibración de presión
Reductor de presión
Manómetro de presión de neumáticos
Instrumento de control de ajuste automático de la presión del aire
Instrumento de control de ajuste automático hidráulico
p>Sensor de presión
3. Medidor de flujo
Contador de flujo
Sensor de flujo
Transmisor de flujo
Contador de agua
Contador de gas
p>Transmisor de nivel de líquido
Relé de nivel de líquido
Indicador de nivel de líquido
Contador de aceite
Indicador de nivel de agua p>
Controlador de nivel de líquido
Instrumento de medición
4. Instrumentos eléctricos
Amperímetro
Voltímetro
Medidor de frecuencia eléctrica de corriente
Distribución de corriente
Pluma de prueba eléctrica
p>
Disyuntor
Interruptor
Contactor
Relé
Bloque de terminales
Ajuste Regulador de voltaje
Monitor de voltaje
Monitor de potencia inteligente
Regulador de voltaje
Megger
Pinza amperimétrica
Multímetro
Transmisor de electricidad
Transmisor de corriente
Reactancia
Rectificador
5. Instrumentos de medida electrónicos
Instrumento de medida LCR
Medidor de nivel
Viscosímetro
Osciloscopio
Generador de señales
6. Instrumentos analíticos
Cromatógrafo
Accesorios de cromatografía
Fotómetro
Medidor de humedad
Balanza
Instrumentos de análisis térmico
Instrumentos de análisis de rayos
Espectrómetros
Instrumentos de análisis de propiedades físicas
Instrumentos fotográficos
p>Analizador de Espectro
7. Instrumentos ópticos
Fotómetro
Refractómetro
Filtro, filtro de color
Prisma, lente
Espectrómetro
Colorímetro
Optoelectrónica, instrumentos láser
Microscopio
Telescopio
Lupa
Teodolito
Nivel
Espectrómetro
8.
Instrumentos de automatización industrial
Sistemas de control
Instrumentos de ajuste
Instrumentos multifunción
Equipos de calefacción
Máquinas de bobinado
Dispositivos
Contadores inteligentes
Barreras de seguridad
Convertidores de frecuencia
Módulos
Registrador sin papel
Sonda
Amplificador
Sensor de aceleración
Sensor de velocidad
Sensor de desplazamiento
Sensor de velocidad
Sensor de corriente
Sensor de tensión
9. Instrumentos experimentales
Instrumentos de balanza
Equipos experimentales de temperatura constante
Instrumentos de medición del vacío
Calorímetro
Incubadora
p>
Horno termostático
Cámara de pruebas de corrosión
Probador de dureza
Estufa de secado
Estufa de secado
Oscilador
Agitador
Centrífuga
Baño de agua (aceite)
Tanque de agua a temperatura constante
10. Herramientas de medición
Calibres
Pie de rey
Micrómetro
Cinta métrica
Comparador
11. Instrumento de medición
Medidor de redondez
Máquina de medición por coordenadas tridimensionales
Instrumento de medición neumático
12. Actuador
Actuador eléctrico
Actuador neumático
13. Fuente de alimentación especial para instrumentos
Fuente de alimentación DC
Fuente de alimentación estabilizada
Fuente de alimentación AC
Fuente de alimentación conmutada
Fuente de alimentación ininterrumpida
Fuente de alimentación inversor
14. Instrumento de visualización
Instrumento de visualización digital
15. Suministro de instrumentos de aplicación
Contadores
Contadores de electricidad
Termostatos
Reguladores de voltaje
Sistemas de lectura de contadores
p>Contador
16. Instrumentos experimentales generales
Placa calefactora eléctrica
Manta calefactora eléctrica
Homogeneizador
Destilador
Dispersor
Triturador
17. Instrumentos de medición mecánicos
Medidor de espesores
Altímetro
Instrumento de medición de fuerza
Instrumento de medición de velocidad
18 . Instrumentos de pesaje
Básculas cuantitativas
Básculas de mesa
Básculas de carril
Básculas de precios
Células de carga
Báscula electrónica
Báscula de suelo
Báscula de cinta
Báscula de grúa
Báscula de ingredientes
19 . Instrumentos de prueba profesionales de la industria
Medidor de velocidad del viento, temperatura y volumen de aire
Medidor de temperatura y humedad
medidor de polvo
medidor de ruido
p>Instrumentos para análisis y pruebas de calidad del agua
Medidor de acidez/medidor de PH
Medidor de conductividad
Polarógrafo
Muestreador
Instrumentos de análisis de gases
Iluminancias
Sonómetros
Contadores de partículas de polvo
Instrumentos de detección de granos y aceites
Medidor de mercurio
20.
Equipos de ensayo
Máquina de ensayo de tracción
Máquina de ensayo de compresión
Máquina de ensayo de flexión
Máquina de ensayo de torsión
Impacto Máquina de ensayo
Máquina de ensayo universal
Cámara de ensayo
Máquina de ensayo de materiales no metálicos
Máquina equilibradora
Instrumentos de prueba no destructivos
Máquina de prueba de procesos
Detector de fuerza y deformación
Equipo de prueba para automóviles
Máquina de prueba de embalaje
Máquina de ensayo de fatiga
Máquina de ensayo de fuerza
Sala de pruebas
Mesa de vibración
Principales indicadores de rendimiento del instrumento
1. Descripción general
En términos de ingeniería, los indicadores de rendimiento de los instrumentos generalmente se describen por exactitud (también conocida como precisión), variación y sensibilidad. Los trabajadores de instrumentos suelen calibrar los instrumentos ajustando la precisión, la variación y la sensibilidad. La variación se refiere a la diferencia máxima entre los valores indicados del instrumento cuando la variable medida del instrumento (que puede entenderse como la señal de entrada) alcanza el mismo valor desde diferentes direcciones varias veces, o es el valor medido del instrumento cuando las condiciones externas permanecen sin cambios El grado en que el parámetro cambia de pequeño a grande (características directas) y el parámetro medido cambia de grande a pequeño (características inversas) son inconsistentes. se muestra en la Figura 1-1-1. El tamaño de la variación se calcula como el porcentaje de la relación entre el error absoluto máximo y el rango de escala del instrumento:
Las principales causas de la variación son la holgura del mecanismo de vibración del instrumento, la fricción de piezas móviles, histéresis de elementos elásticos, etc. Con la mejora continua de la tecnología de fabricación de instrumentos, especialmente la introducción de la tecnología microelectrónica, muchos instrumentos se han vuelto completamente electrónicos sin partes móviles, los instrumentos analógicos se han cambiado a instrumentos digitales, etc., por lo que el indicador de variación no es obvio en los instrumentos inteligentes. . Tan importante y prominente.
La sensibilidad se refiere a la sensibilidad del instrumento a los cambios en el parámetro medido, o su capacidad para responder a los cambios en la cantidad medida. Es la relación entre el incremento del cambio de salida y el incremento del cambio de entrada. en estado estable:
La sensibilidad a veces se denomina "relación de amplificación", que también es la pendiente de cada punto de la línea donde encajan las características estáticas del instrumento. Aumentar el factor de amplificación puede mejorar la sensibilidad del instrumento. Simplemente aumentar la sensibilidad no cambia el rendimiento básico del instrumento, es decir, la precisión del instrumento no mejora. Por el contrario, a veces puede producirse oscilación, lo que provoca la salida. ser inestable. La sensibilidad del instrumento debe mantenerse en un nivel adecuado.
Sin embargo, para los usuarios de instrumentos, como los trabajadores de instrumentos de empresas químicas, la precisión del instrumento es sin duda un indicador importante, pero en el uso real, a menudo se pone más énfasis en la estabilidad y confiabilidad del instrumento, porque la empresa química pruebas y Se utiliza una pequeña cantidad de instrumentos de control de procesos para la medición, mientras que una gran cantidad se utiliza para la detección. Además, la estabilidad y confiabilidad de los instrumentos de detección utilizados en los sistemas de control de procesos son más importantes que la precisión.
2. Precisión
La precisión del instrumento técnicamente se denomina precisión, también conocida como exactitud. Se puede decir que la precisión y el error son hermanos gemelos. Debido a la existencia del error, existe el concepto de precisión. En resumen, la precisión del instrumento es la precisión del valor de medición del instrumento cerca del valor real, generalmente expresado como error porcentual relativo (también llamado error de conversión relativo). La fórmula del error porcentual relativo es la siguiente:
(1-1-3)
En la fórmula, δ - error porcentual relativo durante el proceso de detección
Δx - error absoluto, que es la diferencia entre el valor medido x1 del parámetro medido y el valor estándar; x0 del parámetro medido.
El llamado valor estándar es el valor medido por un medidor estándar que es de 3 a 5 veces más preciso que el instrumento que se está probando.
Se puede ver en la fórmula (1-1-3) que la precisión del instrumento no solo está relacionada con el error absoluto, sino también con el rango de medición del instrumento. Si el error absoluto es grande, el error porcentual relativo será grande y la precisión del instrumento será baja. Si dos instrumentos con el mismo error absoluto tienen diferentes rangos de medición, entonces el instrumento con un rango de medición mayor tendrá un error porcentual relativo menor y una precisión del instrumento mayor. La precisión es un indicador de calidad muy importante de un instrumento y, a menudo, está estandarizada y representada por niveles de precisión. El nivel de precisión es el error porcentual relativo máximo menos el signo y el %.
Los grados divididos según las regulaciones nacionales unificadas incluyen 0,005, 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,35, 1,0, 1,5, 2,5, 4, etc. El grado de precisión del instrumento generalmente está marcado en la escala o signo del instrumento, como, 0,5. , etc. Cuanto menor sea el número, mayor será la precisión del instrumento.
Para mejorar la precisión del instrumento, es necesario realizar análisis de errores. Los errores generalmente se pueden dividir en errores de omisión, errores que cambian lentamente, errores sistemáticos y errores aleatorios. Los errores negligentes se refieren a errores causados por humanos durante el proceso de medición. En primer lugar, pueden superarse. En segundo lugar, no tienen nada que ver con el instrumento en sí. El error de variación lenta es causado por el proceso de envejecimiento de los componentes internos del instrumento. Puede superarse y eliminarse reemplazando componentes y piezas o mediante corrección continua. El error sistemático se refiere al error en el que el tamaño o signo numérico es el mismo cuando el mismo parámetro medido se mide repetidamente, o el error cambia de acuerdo con una determinada regla. Puede ser causado por factores accidentales que aún no han sido reconocidos por las personas. Su valor numérico El tamaño y la naturaleza no son fijos y difíciles de estimar, pero su impacto en los resultados de detección se puede estimar teóricamente mediante métodos estadísticos. Las fuentes de errores se refieren principalmente a errores sistemáticos y errores aleatorios. Cuando se utiliza error para expresar precisión, se refiere a la suma de errores aleatorios y errores sistemáticos.
3. Reproducibilidad (repetibilidad)
La reproducibilidad de la medición se refiere a los resultados de la medición en diferentes condiciones de medición, como diferentes métodos, diferentes observadores y diferentes entornos de prueba. Los resultados de la medición son consistentes cuando se prueba la misma cantidad medida. La reproducibilidad de las mediciones definitivamente se convertirá en un indicador importante del rendimiento de los instrumentos.
La precisión de la medición no es solo la precisión del instrumento, sino que también incluye el impacto de varios factores en los parámetros de medición, que es el error integral. Tomando como ejemplo el transmisor de presión diferencial eléctrico tipo III, el error integral es el siguiente:
(1-1-4)
En la fórmula, e0-(25±1 )℃ Precisión de referencia en condiciones normales, ±0,25 % o ±0,5 %;
e1-El impacto de la temperatura ambiente en el punto cero (4 mA), ±1,75 %;
e2- -El impacto de la temperatura ambiente en el punto cero (4mA) La influencia de la escala completa (20mA), ±0,5%;
e3-La influencia de la presión de trabajo en el punto cero (4mA), ±0,25%;
e4--La influencia de la presión de trabajo en la Influencia de la escala completa (20mA), ±0,25%;
Sustituyendo los valores de e0, e1, e2, e3 y e4 en la ecuación (1-1-4), obtenemos:
Esto muestra que la precisión de medición del transmisor eléctrico III de nivel 0,25 cayó del nivel original de 0,25 a 1,87 debido a cambios en la temperatura y presión de trabajo, lo que indica que la reproducibilidad de este instrumento es deficiente. También muestra que cuando se detecta la misma cantidad medida, debido a que las condiciones de medición son diferentes y se ven afectadas por la temperatura ambiente y la presión de trabajo, los resultados de la medición son menos consistentes.
Si se utiliza un transmisor de presión diferencial totalmente inteligente para reemplazar el transmisor de presión diferencial eléctrico tipo III en el ejemplo anterior, correspondientemente, e0=±0,0625%, e1+e2=±0,075%, e3+e4= ±0,15% en la fórmula correspondiente (1-1-4), y sustituido en la fórmula (1-1-4), obtenemos e=±0,18%, es mucho más pequeño que el transmisor de presión diferencial eléctrico tipo III e completo = ±1,87%, lo que muestra que el transmisor de presión diferencial totalmente inteligente tiene una gran capacidad para compensar la temperatura y la presión y tiene una fuerte resistencia a la temperatura ambiente y la presión de trabajo. La reproducibilidad del instrumento se puede utilizar para describir la capacidad antiinterferencia del instrumento.
La reproducibilidad de las mediciones suele estimarse en términos de incertidumbre. La incertidumbre es el grado en que no se puede tener certeza del valor medido debido a la existencia de errores de medición. Puede expresarse mediante la varianza o la desviación estándar (la raíz cuadrada positiva de la varianza). Todos los componentes de la incertidumbre se dividen en dos categorías:
Categoría A: componentes determinados mediante métodos estadísticos
Categoría B: componentes determinados mediante métodos no estadísticos
Supongamos la varianza de la incertidumbre de tipo A es si2 (la desviación estándar es si), y la varianza aproximada correspondiente que se supone existe para la incertidumbre de tipo B es ui2 (la desviación estándar es (ui), entonces la incertidumbre sintética es:
(1-1-5)
4. Estabilidad
Dentro de condiciones de trabajo específicas, la capacidad de cierto desempeño de un instrumento para permanecer sin cambios en el tiempo se llama estabilidad (grado). La estabilidad es un indicador de rendimiento que preocupa mucho a los ingenieros de instrumentos de las empresas químicas.
Dado que el entorno en el que las empresas químicas utilizan los instrumentos es relativamente duro y la temperatura y la presión del medio medido cambian relativamente mucho, si el instrumento se utiliza en este entorno, la capacidad de algunas partes del instrumento de permanecer sin cambios con el tiempo se reducirá y la estabilidad del instrumento disminuirá. Actualmente no existe un valor cuantitativo para medir la estabilidad de los instrumentos. Las empresas químicas suelen utilizar la deriva cero del instrumento para medir la estabilidad del instrumento. La posición cero del instrumento no se desvió dentro de un año después de su puesta en funcionamiento. Por el contrario, la posición cero del instrumento cambió dentro de menos de 3 meses después de su puesta en funcionamiento, lo que indica que la estabilidad del instrumento es. no es bueno. La estabilidad del instrumento está directamente relacionada con el alcance de uso del instrumento y, a veces, afecta directamente la producción química. El impacto de una mala estabilidad del instrumento es a menudo mayor que la disminución de la precisión de los instrumentos duales en la producción química. La mala estabilidad del instrumento requiere mucho mantenimiento, que es lo último que un ingeniero de instrumentos quiere que suceda.
5. Fiabilidad
La fiabilidad de los instrumentos es otro indicador de rendimiento importante que persiguen los ingenieros de instrumentos en las empresas químicas. La confiabilidad y el mantenimiento del instrumento son opuestos y complementarios. Una alta confiabilidad del instrumento significa un bajo mantenimiento del instrumento. Por el contrario, una confiabilidad deficiente del instrumento significa un gran mantenimiento del instrumento. Para las pruebas de empresas químicas y los instrumentos de control de procesos, la mayoría de ellos se instalan en tuberías de proceso, varias torres, calderas, tanques y recipientes. Además, la continuidad de la producción química a menudo implica entornos tóxicos, inflamables y explosivos. Se han agregado muchas dificultades en el mantenimiento de instrumentos. Una es considerar la seguridad de la producción química y la otra está relacionada con la seguridad personal del personal de mantenimiento de instrumentos. Por lo tanto, cuando las empresas químicas utilizan instrumentos de detección y control de procesos. Se requiere que la cantidad de mantenimiento sea lo más pequeña posible, lo que significa que se requiere que la confiabilidad del instrumento sea lo más alta posible.
Con la actualización de los instrumentos, especialmente la introducción de la tecnología microelectrónica en la industria de fabricación de instrumentos, la reportabilidad de los instrumentos ha mejorado enormemente. Los fabricantes de instrumentos prestan cada vez más atención a este indicador de rendimiento y suelen utilizar el tiempo medio entre fallos (MTBF) para describir la fiabilidad del instrumento. El MTBF de un transmisor totalmente inteligente es aproximadamente 10 veces mayor que el de instrumentos ordinarios no inteligentes, como los transmisores eléctricos III, y puede alcanzar entre 100 y 390 años.