仪器仪表应用领域

2 温度计量仪器
原理：
将物体（如钢水）发射的红外线 具有的辐射能转变成电信号，红
外线辐射能的大小与物体本身的
温度相对应，根据转变成电信号 红外测温仪 大小，可以确定物体的温度。
红外热像仪能对有热变化表面 进行扫描测温，确定其温度分
布图像，迅速检测出隐藏的温
差。 红外热像仪
2 温度计量仪器
应用：
冶金：铝厂、铜厂、钢厂等。
4.1仪器仪表信息技术简介
4.1.3 信号处理技术—信号处理电路
信号处理技术：在用于生产过程自动控制的时候，如温度、 压力、速度等都是模拟量，这些非电子信号的模拟量先要经 过传感器变成电压或者电流信号， 然后再转换成数字量， 才能够送往计算机进行处理。 信号处理电路—数据转换器： 一般地讲，数字信号处理涉 及三个步骤： (一) 模数转 换(A/D转换)；(二) 数字信 号处理(DSP)； (三) 数模 转换(D/A转换)。
4.1仪器仪表信息技术简介
4.1.4通信技术—通信接口
1、通信技术：现代仪器不仅需要具有相对独立的测控功能， 而且需要具有远程工作的遥控遥测能力。这些功能需要通 过仪器的通信接口电路来实现。
通信技术—各种通信接口： 现代仪器常用的通信接口 电路主要包括同步串行通 信接口、异步串行通信接 口、CAN总线技术、USB总 线技术、仪器专用总线技 术、Internet等。
1 质量计量仪器
电子天平： 是实验室分析或质量控制所必须的仪器， 具有称量大，精度高，在较差使用环境下 亦可达到精密称量的要求。 电子称： 电子称是用来对货物进行称重的自动化 称重设备，通过传感器的力电转换，经称 重仪表处理来完成对货物的计量，适用于 各种散货的计量。 主要品牌： 塞多利斯、梅特勒-托里多、普利赛斯等。 电子称 电子天平
打印机
有纸记录仪
有打印功能的仪器
4.1.6信号的输出技术
二、纪录类信号输出—（2）模拟记录
磁带记录器
磁带记录器是一种隐式记 录仪器，是利用铁磁性材料的 磁化来进行记录的仪器。
4.1.6信号的输出技术
二、纪录类信号输出—（3）数字记录
可以用作数字记录的设备和媒体种类很多：
可分为专用数字记录设备（如波形存储式记录仪、数字存储 示波器等）
4.1.6信号的输出技术 一、显示和指示类—（3）图像式
图像式是最常见的，定义是指各种图形和影像的显示方式 的总称。 现代测试仪器的测量结果不仅用求文字符号而且要配以图 像、动画等手段在显示出来，此时前面两种显示方式显然无 法满足这一要求，这时，只有图像显示技术可以达到目的。
有纸图像显示记录仪
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质谱仪
液－质联用仪：液质--联用仪的灵敏度高，通量性能好——优 异的高流量性能、降低的离子抑制效应、自清洁离子源探针设 计和可靠的接口设计，加速了分析速度；使用更简便。 应用： 液－质联用仪（LC-MS）主要用于 有机化学、生物化学、医学、环境
4.1仪器仪表信息技术简介
4.4.1 测试技术—传感器
测试技术：测试技术就是针对被测对象的特点，利用相应的 传感器和信号采集装置组成的测试系统,将被测物理量转变 成电信号。
传感器—热电偶：热电偶 是一种感温元件，热电偶 是温度测量仪表中常用的 测温元件，它直接测量温 度，并把温度信号转换成 热电动势信号，通过电气 仪表（二次仪表）转换成 被测介质的温度。
碳硫分析仪 应用：
碳硅分析仪
用于对金属和非金属材料中的碳、硫等元素含量进行定量分析，
广泛应用于冶金、铸造、机械、泵阀、矿石、环保、质检等行业
和领域，可以方便快捷地进行原料验收、炉前分析、成品检验等 阶段的分析测试。 主要品牌： 力可（LECO)、耶拿、崛场（HORIBA）等。
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色谱仪
色谱法：色谱过程是物质分子在相对运动的两相间分配“平衡” 的过程。混合物中，若两个组分的分配系数不等，则被流动相携
电力：燃煤发电厂、燃气供热电厂、水电站、核电站、地区 供热管网、大型电力变压器的温度保护和信号传送等。 石化：采油、输油管路、石化厂、炼油厂。 交通运输：机场的飞机维修、大型运输动力系统维修、远洋 海运作为在役维修测量手段。 主要品牌：
德尔塔（DeltaTRAK ）、欧普士（Optris ）、兰德（
主要品牌： API、雷尼绍 (Renishaw) 等。
4 表面测量仪器
粗糙度仪 应用： 可进行横向、纵向及斜向测
表面轮廓仪 光学表面分析仪 主要品牌：
量；可测量包括：油泵油嘴、 泰勒-霍普森、维易科（Veeco）等。 曲轴、凸轮轴，缸体缸盖的
配合面，缸孔，活塞孔等内、 外表面粗糙度。
4.2.2 通用分析仪器
动圈式显示仪表
光柱式显示仪表
平衡式指示仪表
4.1.6信号的输出技术 一、显示和指示类—（2）数字式
数字式显示仪表是以数字形式直接显示被测参数，数字显
示与模拟指示比较，具有分辨率高、量程大、读数方便、没
有视差、便于与计算机相连等优点。 除以数字显示形式输出外，还可以进行报警或打印记录。 在必要时，还可以数码形式输出，供计算机进行数据处理。
4.1仪器仪表信息技术简介
4.1.5控制技术 —控制被测参数
随着计算机技术的迅速普及应用，在工业控制中越来 越多地采用数字技术，实现对被控对象的有效控制。现代 的大型测控系统中一般采用（1）过程控制技术（2）计算 机控制技术（3）智能控制技木等。
4.1仪器仪表信息技术简介
4.1.6信号的输出技术—概述
带移动的速度不等──差速迁移，最终被分离。
气相色谱仪
液相色谱仪
离子色谱仪
应用： 冶金行业中的炼铁过程中，高炉炉顶煤气中 CO2 、CO和1H2 含量的分 析；石油炼制工业及其特种油类的制造过程的控制和质量检验等。 注：离子色谱是高效液相色谱的一种。
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类 型
色谱仪优 点ຫໍສະໝຸດ 缺 点仅适用于分析蒸气压低、 选择性高、分离效率高、 沸点低的样品，而不能分 气相色谱仪 灵敏度高、分析速度快等。析热稳定性差的化合物以 及生物活性物质。 可分析低分子量低沸点样 品；高沸点、中分子、高 分析成本高于气相色谱， 分子有机化合物；热不稳 液相色谱仪 流动相也容易引起环境污 定，具有生物活性的生物 染。 分子等。分离效率、选择 性、灵敏度高。 主要品牌： 气相色谱仪：安捷伦，热电，PE，力可，瓦里安，AMETEK等。
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元素分析仪
元素分析仪：分析有机元素的自动化仪器。可分析碳、硫、
氧、氮、硅、锰等各种有机元素，包括有定氮仪、碳硫分
析仪、氧氮分析仪、多元素分析仪等多种形式。
应用：
主要用于食品、农作物、种子、土壤、肥 料等样品的含氮量或蛋白质含量分析。 主要品牌：
（意大利）VELP、（瑞士）FOSS 。
定氮仪
2 元素分析仪
4.1.6信号的输出技术
一、显示和指示类—（1）模拟式
是以指针或记录笔的偏转角或位移量来显示被测参数连续变 化的。这类仪表又分为直接式和平衡式两种。例如：动圈式和 光柱以及自动平衡记录仪。 这两种模拟仪表目前还在使用。尤其是直接式模拟显示仪表， 因其价格低，使用方便，在一些中小型工厂还经使用到。
通用数字记录设备（如计算机及其外设数字存储媒体——磁 带、磁盘、光盘、新型的固态半导体存储盘等）
4.2 通用仪器仪表功能及应用
主要学习以下几个部分内容：
4.2.1 测量/计量仪器
4.2.2 通用分析仪器
4.2.1 测量/计量仪器
1、质量计量仪器 2、温度计量仪器 3、长度计量仪器 4、表面测量仪器
离子色谱仪：戴安，（瑞士)万通等。
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质谱仪
质谱仪：利用电磁力将被电离的混合物试样按质荷比分离进行 定性和定量分析的仪器。
质谱仪又称质谱计，即根据带电粒子在电磁场中能够偏转
的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和 检测物质组成的一类仪器。 应用： 广泛应用于物质成分分析， 同位素分离和测量，原子量 和分子量测量。 主要品牌： 岛津，热电，安捷伦等。 质谱仪
LAND）、雷泰（ RAYTEK ）等。
3 长度计量仪器
激光干涉仪：是以激光波长为已知长度 利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用 长度测量的工具。是机床、三坐标测量 机及其它定位装置精度校准 用的高性能仪器。
激光干涉仪
激光测距仪：是利用激光对目标的距离进 行准确测定的仪器。激光测距仪重量轻、 体积小、操作简单速度快而准确，其误差 仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分 之一。 应用： 广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。 激光测距仪
第四章：仪器仪表应用领域
包括以下几个部分学习内容： 4.1 仪器仪表信息技术简介 4.2 通用仪器仪表功能及应用
（其中主要包括：测量/计量仪器；通用分析仪器； 环境监测仪器；常用电工仪表）
4.3 工业自动化仪表与系统简介
4.4 仪器仪表在现代农业中的应用
4.1仪器仪表信息技术简介
现场测量与计算机结合远程控制系统
作为一个完整的测试仪器或系统，其测量信号 总是需要显示、打印或输出给其他设备，最终以 某种结果的形式体现出来，这就是测试仪器的信 号输出。
最重要也是最常用的：
一、显示和指示类输出;
二、记录类输出技术。
4.1仪器仪表信息技术简介
一、显示和指示类
一般又分为模拟式、数字式和图像 显示三大类。 指示和显示类信号输出主要用于测 试结果、信号特征量（如幅值、频率、 相位角、峰峰值）以及信号波形的指 示和显示， 包括模拟显示、数码显示、图像显 示等几种基本结构。 其特点是输出信号直观，并能充分 反映测试与检测信号的实时性。
1、金相显微镜 2、元素分析仪 3、色谱仪 4、质谱仪 5、光谱仪
1 金相显微镜
金相显微分析：利用金相显微镜观察金属材料的组织和缺陷的方法。它
可以观察研究金属材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物等问题。