儀器儀表曆史和其功能和用途

儀(yi) 器儀(yi) 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。真空檢漏儀(yi) 、壓力表、測長儀(yi) 、顯微鏡、乘法器等均屬於(yu) 儀(yi) 器儀(yi) 表。廣義(yi) 來說，儀(yi) 器儀(yi) 表也可具有自動控製、報警、信號傳(chuan) 遞和數據處理等功能，例如用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 過程自動控製中的氣動調節儀(yi) 表，和電動調節儀(yi) 表，以及集散型儀(yi) 表控製係統也皆屬於(yu) 儀(yi) 器儀(yi) 表。

    儀(yi) 器儀(yi) 表能改善、擴展或補充人的官能。人們(men) 用感覺器官去視、聽、嚐、摸外部事物，而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等儀(yi) 器儀(yi) 表，可以改善和擴展人的這些官能；另外，有些儀(yi) 器儀(yi) 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(yi) 器儀(yi) 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(yi) 器儀(yi) 表發展已有悠久的曆史。據《韓非子·有度》記載，中國在戰國時期已有了利用天然磁鐵製成的指南儀(yi) 器，稱為(wei) 司南。古代的儀(yi) 器在很長的曆史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀(yi) 器。

    17～18世紀，歐洲的一些物理學家開始利用電流與(yu) 磁場作用力的原理製成簡單的檢流計；利用光學透鏡製成的望遠鏡，奠定了電學和光學儀(yi) 器的基礎。其它一些用於(yu) 測量和觀察的各種儀(yi) 器也遂逐漸得到了發展。

    19世紀到20世紀，工業(ye) 革命和現代化大規模生產(chan) 促進了新學科和新技術的發展，後來又出現了電子計算機和空間技術等，儀(yi) 器儀(yi) 表因而也得到迅速的發展。現代儀(yi) 器儀(yi) 表已成為(wei) 測量、控製和實現自動化*的技術工具。

    儀(yi) 器儀(yi) 表是多種科學技術的綜合產(chan) 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(yi) 、汽車儀(yi) 表、拖拉機儀(yi) 表、船用儀(yi) 表、航空儀(yi) 表、導航儀(yi) 器、駕駛儀(yi) 器、無線電測試儀(yi) 器、載波微波測試儀(yi) 器、地質勘探測試儀(yi) 器、建材測試儀(yi) 器、地震測試儀(yi) 器、大地測繪儀(yi) 器、水文儀(yi) 器、計時儀(yi) 器、農(nong) 業(ye) 測試儀(yi) 器、商業(ye) 測試儀(yi) 器、教學儀(yi) 器、醫療儀(yi) 器、環保儀(yi) 器等。

    屬於(yu) 機械工業(ye) 產(chan) 品的儀(yi) 器儀(yi) 表有工業(ye) 自動化儀(yi) 表、電工儀(yi) 器儀(yi) 表、光學儀(yi) 器，分析儀(yi) 器、實驗室儀(yi) 器與(yu) 裝置、材料試驗機、氣象晦洋儀(yi) 器、電影機械、照相機械、複印縮微機械、儀(yi) 器儀(yi) 表元器件、儀(yi) 器儀(yi) 表材料、儀(yi) 器儀(yi) 表工藝裝備等十三類。它們(men) 通用性較強，批量較大，或為(wei) 儀(yi) 器儀(yi) 表工業(ye) 所必需的基礎。

    各類儀(yi) 器儀(yi) 表按不同特征，例如功能、檢測控製對象、結構、原理等還可再分為(wei) 若幹的小類或子類。如工業(ye) 自動化儀(yi) 表按功能可分為(wei) 檢測儀(yi) 表、顯示儀(yi) 表、調節儀(yi) 表和執行器等；其中檢測儀(yi) 表按被測物理量又分為(wei) 溫度測量儀(yi) 表、壓力測量儀(yi) 表、流量測量儀(yi) 表、物位測量儀(yi) 表和機械量測量儀(yi) 表等；溫度測量儀(yi) 表按測量方式又分為(wei) 接觸式測溫儀(yi) 表和非接觸式測溫儀(yi) 表；接觸式測溫儀(yi) 表又可分為(wei) 熱電式、膨脹式、電阻式等。

    其他各類儀(yi) 器儀(yi) 表的分類法大體(ti) 類似，主要與(yu) 發展過程、使用習(xi) 慣和有關(guan) 產(chan) 品的分類有關(guan) 。儀(yi) 器儀(yi) 表在分類方麵尚無統一的標準，儀(yi) 器儀(yi) 表的命名也存在類似情況。

    衡量儀(yi) 器儀(yi) 表性能的主要技術指標有度、靈敏度、響應時間等。度表示儀(yi) 表測量結果與(yu) 被測量真值的一致程度。儀(yi) 器儀(yi) 表的度常用度等級來表示，如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等，0.1級表示儀(yi) 表總的誤差不超過±0.1％範圍。度等級數小，說明儀(yi) 表的係統誤差和隨機誤差都小，也就是這種儀(yi) 表精密。

    靈敏度表示當被測的量有一個(ge) 很小的增量時與(yu) 此增量引起儀(yi) 表示值增量之比，它反映儀(yi) 表能夠測量的zui小被測量；響應時間是指儀(yi) 表輸入一個(ge) 階躍量時，其輸出由初始值*次到達zui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(wei) 準；此外，還有重複性、線性度、滯環、死區、漂移等性能技術指標。

    科學技術的進步不斷對儀(yi) 器儀(yi) 表提出更高更新的要求。在現代科學研究試驗、精密測試係統、生產(chan) 過程自動檢測控製係統，以及各種管理自動化係統中，儀(yi) 器儀(yi) 表都是重要的技術工具。

    為(wei) 了進一步提高儀(yi) 器儀(yi) 表的各種性能，增強耐受各種苛刻使用環境的能力，提高可靠性和使用壽命，儀(yi) 器儀(yi) 表將不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件。例如利用超聲波微波、射線、紅外線、核磁共振、超導、激光等原理，以及采用各種新型半導體(ti) 敏感元件、集成電路、集成光路、光導纖維等元器件。其目的是實現儀(yi) 器儀(yi) 表的小型化、減輕重量、降低生產(chan) 成本和便於(yu) 使用與(yu) 維修等。

    另一重要的趨勢是，通過微型計算機的使用來提高儀(yi) 器儀(yi) 表的性能，提高儀(yi) 器儀(yi) 表本身自動化、智能化程度和數據處理能力。儀(yi) 器儀(yi) 表不僅(jin) 供單頂使用，而且可以通過標準接口和數據通道，與(yu) 電子計算機結合起來，組成各種測試控製管理綜合係統，滿足更高的要求。