廣義的說儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能,如氣動調(diào)節(jié)儀、電動調(diào)節(jié)儀表,以及集散型儀表控制系統(tǒng)等也皆屬器儀表。儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。如顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等,可以擴展人的視、聽、嘗、摸外部事物的官能;有些儀器儀表,如磁強計、射線計數(shù)計等,可感受和測量到人所不能感受到的物理量;還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數(shù),如高速照相機、計算機等。
一般地,儀器儀表主要由傳感器部分、測量部分及輸出部分組成。
(1)傳感器部分 其作用是將某些物理量,通過傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號,并送入測量電路中。例如:測溫儀表的傳感器部分是利用傳感元件(熱電偶、熱敏電阻等)將熱量值轉(zhuǎn)換成具有一定比例的電壓值(或電阻值),送入測量部分進行測量的。
�。�2)測量部分 主要由信號放大電路、線性整形電路及具有一定比例的比較電路構(gòu)成。
其作用是將微弱的電信號進行功率(電壓或電流)放大、比較并產(chǎn)生實際物理量的數(shù)據(jù)輸出。某些專用儀表還利用傳感器產(chǎn)生的信號與標準信號進行比較,產(chǎn)生相應(yīng)的誤差信號,再經(jīng)放大電路放大雨i產(chǎn)生足夠的電流(電壓)信號送到輸出部分。
�。�3)輸出部分 主要是將測量部分產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值。根據(jù)顯示方式的不同,有機械表頭刻度指示和數(shù)字顯示,即利用數(shù)碼管或LED顯示屏直接顯示出相應(yīng)的數(shù)字,供人們?yōu)^取數(shù)值;以及產(chǎn)生相應(yīng)的控制輸出信號,對相應(yīng)的設(shè)備進行控制。
根據(jù)儀器儀表的指示方式不同,可分為模擬指示儀器儀表、數(shù)字顯示儀器儀表、微電腦指示儀器儀表。
根據(jù)儀器儀表的用途不同,可分為電氣測量儀器儀表、化學(xué)分析儀器儀表、材料試驗儀器儀表、溫度測量儀器儀表等。
儀器儀表的主要作用是:用于測量物質(zhì)的某些特性,并通過這些特性間的內(nèi)在規(guī)律特征進行計量和控制的一種技術(shù)過程:簡單地說,就是將實際生活中的物理量經(jīng)過儀器儀表的測量轉(zhuǎn)換成一定比例的量值,再通過量值的比例性調(diào)節(jié)來達到儀器儀表對實際生活中的物理量進行控制的目的。
正確合理地使用儀器儀表是保證生產(chǎn)正常進行,減少事故發(fā)生、節(jié)約能源、防止污染、按時保質(zhì)保量完成各項任務(wù)的主要保障。因此,學(xué)習(xí)和掌握一般儀器儀表的使用及維修技術(shù),是每一個儀器儀表維修人員必備的基本知識與基本技能。
儀器儀表電路維修在電子類的公司里從來都是不可缺少的一部分。因為只有通過它才能讓原本不合格的產(chǎn)品最終出廠。然而,維修也是電子公司中最為復(fù)雜的一部分。因為它不僅要運用到許多電子知識,有時也需要有豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。下面就我個人多年來總結(jié)的維修經(jīng)驗與感興趣的朋友分享一下。
1、敲擊手壓法
經(jīng)常會遇到儀器運行時好時壞的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象絕大多數(shù)是由于接觸不良或虛焊造成的。對于這種情況可以采用敲擊與手壓法。
所謂的“敲擊”就是對可能產(chǎn)生故障的部位,通過小橡皮鎯頭或其他敲擊物輕輕敲打插件板或部件,看看是否會引起出錯或停機故障。所謂“手壓”就是在故障出現(xiàn)時,關(guān)上電源后對插的部件和插頭和座重新用手壓牢,再開機試試是否會消除故障。如果發(fā)現(xiàn)敲打一下機殼正常,再敲打又不正常時,先將所有接頭重插牢再試,若傷腦筋不成功,只好另想辦法了。
2、觀察法
利用視覺、嗅覺、觸覺。某些時候,損壞了的元件會變色、起泡或出現(xiàn)燒焦的斑點;燒壞的器件會產(chǎn)生一些特殊的氣味;短路的芯片會發(fā)燙;用肉眼也能觀察到虛焊或脫焊處。
3、排除法
所謂的排除法是通過拔插機內(nèi)一些插件板、器件來判斷故障原因的方法。當(dāng)拔除某一插件板或器件后儀表恢復(fù)正常,就說明故障發(fā)生在那里。
4、替換法
要求有兩臺同型號的儀器或有足夠的備件。將一個好的備品與故障機上的同一元器件進行替換,看故障是否消除。
5、對比法
要求有兩臺同型號的儀表,并有一臺是正常運行的。使用這種方法還要具備必要的設(shè)備,例如,萬用表、示波器等。按比較的性質(zhì)分有,電壓比較、波形比較、靜態(tài)阻抗比較、輸出結(jié)果比較、電流比較等。
具體方法是:讓有故障的儀表和正常儀表在相同情況下運行,而后檢測一些點的信號再比較所測的兩組信號,若有不同,則可以斷定故障出在這里。這種方法要求維修人員具有相當(dāng)?shù)闹R和技能。
6、升降溫法
有時,儀表工作較長時間,或在夏季工作環(huán)境溫度較高時就會出現(xiàn)故障,關(guān)機檢查正常,停一段時間再開機又正常,過一會兒又出現(xiàn)故障。這種現(xiàn)象是由于個別IC或元器件性能差,高溫特性參數(shù)達不到指標要求所致。為了找出故障原因,可采用升降溫法。
所謂降溫,就是在故障出現(xiàn)時,用棉纖將無水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降溫,觀察故障是否消除。所謂升溫就是人為地將環(huán)境溫度升高,比如用電烙鐵放近有疑點的部位(注意切不可將溫度升得太高以致?lián)p壞正常器件)試看故障是否出現(xiàn)。
7、騎肩法
騎肩法也稱并聯(lián)法。把一塊好的IC芯片安在要檢查的芯片之上,或者把好的元器件(電阻電容、二極管、三極管等)與要檢查的元器件并聯(lián),保持良好接觸,如果故障出自于器件內(nèi)部開路或接觸不良等原因,則采用這種方法可以排除。
8、電容旁路法
當(dāng)某一電路產(chǎn)生比較奇怪的現(xiàn)象,例如顯示器混亂時,可以用電容旁路法確定大概出故障的電路部分。將電容跨接在IC的電源和地端;對晶體管電路跨接在基極輸入端或集電極輸出端,觀察對故障現(xiàn)象的影響。如果電容旁路輸入端無效而旁路它的輸出端時故障現(xiàn)象消失,則確定故障就出現(xiàn)在這一級電路中。
9、狀態(tài)調(diào)整法
一般來說,在故障未確定前,不要隨便觸動電路中的元器件,特別是可調(diào)整式器件更是如此,例電位器等。但是如果事先采取復(fù)參考措施(例如,在未觸動前先做好位置記號或測出電壓值或電阻值等),必要時還是允許觸動的。也許改變之后有時故障會消除。
10、隔離法
故障隔離法不需要相同型號的設(shè)備或備件作比較,而且安全可靠。根據(jù)故障檢測流程圖,分割包圍逐步縮小故障搜索范圍,再配合信號對比、部件交換等方法,一般會很快查到故障之所在。
未來幾年間,我國儀器儀表將重點圍繞以下方面發(fā)展:
工業(yè)自動化儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表;全面擴大服務(wù)領(lǐng)域,推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,完成自動化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變,5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達到60%以上;推進具有自主版權(quán)的自動化軟件的商品化。
電工儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網(wǎng)計量自動管理系統(tǒng)。到2005年,中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率要達到95%;到2010年,高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場占有率達到80%。
科學(xué)測試儀器重點發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗機、實驗室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主,到2005年在總產(chǎn)值中占50%~60%。
環(huán)保儀器儀表重點發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產(chǎn)品,到2005年技術(shù)水平達到20世紀90年代后期國際先進水平,國內(nèi)市場占有率達到50%~60%,到2010年國內(nèi)市場占有率達到70%以上。
儀器儀表元器件“十五”及2010年前,盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產(chǎn)品,品種占有率達到70%~80%,產(chǎn)品市場占有率達60%以上;通過科技攻關(guān)、新品開發(fā),使產(chǎn)品質(zhì)量水平達到國際20世紀90年代末水平,部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進水平。
信息技術(shù)電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術(shù),總線式自動測試技術(shù),綜合自動化測試系統(tǒng),新型元器件測量技術(shù)及測試儀器,在線測試技術(shù),信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測試技術(shù),多媒體測量技術(shù)以及相應(yīng)測試儀器,用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
另外,還有醫(yī)療儀器、測量儀器。
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