測量儀器儀表的基本功能

   測量儀表或工具是實(shí)現(xiàn)測量任務(wù)的物質(zhì)手段。為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的測量任務(wù)，測量儀表必須具備許多基本功能。概括起來，測量儀表的基本功能有4種，即變換、選擇、比較和顯示功能。下面分別予以簡單敘述。
  1、變換功能
  在生產(chǎn)過程中，有些參數(shù)不便于直接測量。例如，溫度是表征物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動平均動能的物理量，此量不易測量，只能借助其他物質(zhì)的某一物理性質(zhì)受熱變化的特性來測量。有些參數(shù)雖然能直接測量，但是，測量結(jié)果往往不便于傳輸、處理和比較。這時(shí)，需要將被測量變換成便于傳輸?shù)牧?，或者將被測量和標(biāo)準(zhǔn)量都變換成另一個(gè)便于比較和處理的量。這種利用物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，把被測量轉(zhuǎn)變成便于測量、傳輸和處理的另一個(gè)物理量的過程，稱為測量的變換。例如，爐溫的測量，常常是利用熱電效應(yīng)，把被測溫度（熱能）轉(zhuǎn)換成熱電動勢（電能），再經(jīng)毫伏檢測儀表把電動勢轉(zhuǎn)換成儀表指針的位移，然后與溫度標(biāo)尺相比較而顯示出被測量溫度的數(shù)值；智能壓力變送器把壓力變換成電流信號，便于遠(yuǎn)距離傳輸、顯示、調(diào)節(jié)和計(jì)算機(jī)控制。
  總之，變換是測量儀表的主要功能之一。它可以使不能測量的參數(shù)實(shí)現(xiàn)測量，可以使同一參數(shù)的測量方法和途徑更多，可以使測量結(jié)果的傳輸更方便、更迅速、也可以使測量精度大大擔(dān)高。在傳輸信號統(tǒng)一化、規(guī)格化和計(jì)算機(jī)集中控制的今天，變換更必不可少?？梢赃@么說，變換已經(jīng)成了檢測技術(shù)的基礎(chǔ)和測量工作的核心。
  根據(jù)材料物理、化學(xué)性質(zhì)對各種參數(shù)的敏感性，人們特意制成了一系列能夠完成各種變換任務(wù)的元件，稱為變換元件。使變換元件的功能更完善，使用起來更方便的縱使裝置稱為傳感器。
  另外，在變換過程中，往往要求信號足夠大，以便于傳輸和滿足其他功能的要求，這時(shí)就要對信號進(jìn)行放大。放大也是變換，是一種特殊形式的變換，即同性質(zhì)的量的變換。
   2、選擇功能
  測量儀表或變換元件的輸出量y與輸入量x往往不是單一的函數(shù)關(guān)系。
  為了實(shí)現(xiàn)測量，在設(shè)計(jì)制造測量儀表或變換元件時(shí)，應(yīng)使其具有選擇的功能，即選擇有用測量信號而抑制其他干擾信號的功能。以DDZ=Ⅲ型壓力變送器為人例，它是利用彈性元件受壓變換形產(chǎn)生位移，再將位轉(zhuǎn)變成電流信號的。但是，輸出電流信號I與輸入壓力信號P不是單值函數(shù)關(guān)系，它受彈性元件的材質(zhì)、幾何尺寸和剛度的影響，受電源電壓、頻率波動的影響，受輸出負(fù)載阻抗的影響，受環(huán)境高溫、濕度及外磁場的影響等。因此，在設(shè)計(jì)、制造變送器時(shí)，除了對彈性元件進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并進(jìn)行穩(wěn)定性工藝處理之處，還要根據(jù)平衡原理，進(jìn)行深度負(fù)反饋，在電路上進(jìn)行溫度補(bǔ)嘗等，使變送器排除其他因素的干擾，具有只對被測壓力敏感的選擇功能。
  3、比較功能
  在前面的測量方法中已經(jīng)講到，為了提高測量精度，在多數(shù)測量儀表都采取將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的方法，即測量儀表的比較功能。這里，標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)保持穩(wěn)定和準(zhǔn)確。
  4、顯示功能
  測量的目的是獲取測量結(jié)果。測量儀表將測量結(jié)果指示或記錄下來的功能，稱為顯示功能。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，對測量結(jié)果的顯示有瞬時(shí)值的顯示，有時(shí)間歷程的顯示，也有累計(jì)值的顯示。有的測量儀表能同時(shí)顯示、記錄若干個(gè)參數(shù)的測量值，有的測量儀表還能對許多參數(shù)進(jìn)行巡回顯示、記錄。
  測量儀表的顯示形式可分為模擬式、數(shù)字式和圖像式三種。各種指針式儀表的角位移、線位移屬于模擬式顯示；數(shù)碼顯示器的數(shù)字、數(shù)碼顯示或打印屬于數(shù)字式顯示；圖像式屏幕顯示還能顯示典線、表格、圖像背景及被測量的動態(tài)變換過程。
  測量儀表能否很好的實(shí)現(xiàn)它的基本功能，取決于儀表的一系列基本性能指標(biāo)，如精確度、穩(wěn)定性、抗干擾能力以及使用壽命等。這些指標(biāo)是通過對儀表的精心設(shè)計(jì)和制造來實(shí)現(xiàn)的。