工業(yè)自動(dòng)化儀表選型問題探討

（中國輕工業(yè)南寧設(shè)計(jì)工程有限公司，南寧 530000）

0 引言

在實(shí)際的生產(chǎn)和工作過程中，有時(shí)需要面臨著各種儀表選型的問題，在儀表選型過程中首先要遵循可靠、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用性。想要選取滿足實(shí)際工作的儀表，需要對各方面的因素進(jìn)行充分的考慮。所選擇的儀表必須能滿足生產(chǎn)工藝的要求，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用來確定儀表的具體功能，如記錄、指示、靈敏度、準(zhǔn)確度等。選取經(jīng)濟(jì)適用的儀表需要建立在科學(xué)技術(shù)選進(jìn)，儀表安全可靠的前提下 。隨著社會科技發(fā)展越來越迅速，對于儀表設(shè)計(jì)與制造有著極大的推動(dòng)作用，更加加快了儀表的發(fā)展，同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中對儀表的要求會隨著發(fā)展越來越嚴(yán)格。但是在發(fā)展中對于功能一樣的儀表會不斷地增加各種新的規(guī)格與品種，這樣就會造成儀表的適用條件不同，再加上各種儀表有著不同的性能，如此會給廠家在選擇不同儀表問題上帶巨大的困難，尤其是對于能夠選出合理、先進(jìn)、實(shí)用的儀表更是難上加難。如今對于從事儀表工作的技術(shù)人員需要十分認(rèn)真的對待儀表的選型，這樣對日后儀表使用過程中具有十分重要的意義。文章對于一些常見儀表選型以及在選型過程中涉及的通俗問題做出了一定的探討。

1 測量范圍要選擇合理

1.1 測量范圍的合理性

對于儀表的測量范圍其實(shí)就是指測量上限值以及測量下限值的相關(guān)代數(shù)差。使用不同的測量原理對同一個(gè)儀表進(jìn)行參數(shù)測量的時(shí)候，往往會因?yàn)闇y量原理不同造成測量范圍的不同，針對此，測量工作進(jìn)行的時(shí)候必須要根據(jù)被測量儀表的實(shí)際的變化范圍來合理的選取不同原理的測量表儀，對于測量數(shù)據(jù)上限與下限的數(shù)值必須要滿足符合測量變化的要求，即儀表的上限數(shù)值大于被測量的最大數(shù)值為有效，小于則為無效數(shù)值[1]。儀表的下限數(shù)值應(yīng)當(dāng)小于被測量的最小數(shù)值為有效。另外還需要在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)念A(yù)留出一定的余地，預(yù)留的數(shù)值還需要具體根據(jù)被測參數(shù)的變化而變化，需要結(jié)合實(shí)際的情況而定，一些常見的儀表測量范圍是在1/3，2/3作為被測量的波動(dòng)范圍也就是說上下預(yù)留值的和應(yīng)當(dāng)為1/3-2/3之間較為合理適宜。儀表測量的范圍是能夠直接影響到測量結(jié)果準(zhǔn)確性的，因此要大力保證好測量范圍的合理性。

1.2 測量誤差計(jì)算

對于任何一個(gè)測量儀器的精度問題都會存在一定的誤差。引用誤差就是絕對誤差與量程的比值，相對于誤差來說是一種特殊的形式，當(dāng)然也可以理解成誤差的不同表示形式。對于不同儀表的不同精度等級，最大引用誤差和量程的乘積就是最大絕對誤差，作用是表明了絕對誤差的最大影響值。在對誤差進(jìn)行校準(zhǔn)的時(shí)候，只需要在量程范圍內(nèi)任意測量即可，且對于測量的誤差絕對值理論上是不可以超過最大絕對誤差的允許值，如果超過就表明此儀表不合格[2]。另外在量程范圍內(nèi)進(jìn)行測量的時(shí)候，某一個(gè)測量結(jié)果的被測量實(shí)際參數(shù)與相對誤差的絕對值是成正比的關(guān)系。在測量過程中越靠近量程下限的測量點(diǎn)，對于測量數(shù)據(jù)的相對誤差就會越大，因此造成測量的準(zhǔn)確性較差。

2 實(shí)例選型

選型實(shí)例為兩塊儀表分別是0～4 MPa 0.5級儀表和0～1.6 MPa 1.0級的儀表來具體的測量1 MPa，根據(jù)以上誤差理論描述可得前一塊儀表在測量過程中產(chǎn)生的最大絕對誤差為量程與引用誤差的值，也就是±0.5%×4=±0.02 MPa。相對誤差為相對誤差除以指示值，也就是±0.02÷1×100%=±2%。根據(jù)同樣的原理與計(jì)算公式可以得到另一塊表的最大絕對誤差±1%×1.6=±0.016 MPa，相對誤差為±0.016÷1×100%=±1.6%。根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)據(jù)分析，可見前一塊儀表的相對誤差要大于后一塊儀表。雖然第一塊儀表的測量精準(zhǔn)度更加的高，但是對于測量范圍上的選擇來說后者更加科學(xué)準(zhǔn)確，這樣一來對于在測量點(diǎn)的準(zhǔn)確性來說反而是后者更加高于前者。最終得到不同儀表中的不同量程范圍會得到不同的測量結(jié)果，其實(shí)就是被測參數(shù)的相對誤差對于不同范圍內(nèi)的測量有著較大的差異。基于此在儀表的選擇過程中，要選取適合的量程，測量范圍不能選的過大，如果過大就會對測量結(jié)果的相對誤差超出規(guī)定值，致使測量結(jié)果不準(zhǔn)確，或者有著較大的誤差。

特別需要注意在工程設(shè)計(jì)方面，經(jīng)常產(chǎn)生設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)并不能得到切合實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)象，這樣一來就會使儀表經(jīng)常工作在接近測量下限的位置，長期以往會對儀表測量準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，因此要盡量避免這類情況的發(fā)生?？梢詫y量點(diǎn)安裝測量計(jì)測量出大致的數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)選取處于測量范圍中心的儀表。

3 儀表的兩種選擇優(yōu)化

3.1 對于經(jīng)濟(jì)精度的選擇

對于測量工作來說，為了能夠提高測量的準(zhǔn)確性，都希望選擇更加準(zhǔn)確精度更高的儀表，選取高精度儀表有著十分重要的意義。但是精度越高的儀表對使用的條件要求就越發(fā)的苛刻，更多的使用在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，工業(yè)現(xiàn)場使用之后會受到各種條件的影響，如低溫、高溫、干濕度、電磁干擾、震動(dòng)等，而且這些環(huán)境因素在工業(yè)現(xiàn)場中是不可避免的，如此使得高精度儀表不能夠發(fā)揮出自身精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢。因此對于工業(yè)測量環(huán)境中，不能夠一味的強(qiáng)求測量精度，還需要注意現(xiàn)場條件，應(yīng)當(dāng)選用精度合適，能夠在工業(yè)現(xiàn)場諸多條件影響下依然保證測量精度，且價(jià)錢合適的儀表[3]。

工業(yè)生產(chǎn)過程中測量精準(zhǔn)度越高，品質(zhì)越高，能夠提高生產(chǎn)效益，但精準(zhǔn)度對于效益的提升是有一定限度的，當(dāng)超過某一臨界值后對生產(chǎn)效益的作用會越來越弱。另外對于高精度儀器來說，精準(zhǔn)度越高自身的零件越精密，相關(guān)技術(shù)更加嚴(yán)謹(jǐn)，甚至是用料更加貴重，因此會大大的增加了購置儀表的成本。因此對于儀表的選擇應(yīng)當(dāng)從經(jīng)濟(jì)、效果等綜合方面考慮，選取性價(jià)比高，且能夠滿足生產(chǎn)要求的儀表。

3.2 儀表的可靠性選擇

儀表的可靠性其實(shí)就是衡量平均無故障的時(shí)間，可靠性越高發(fā)生故障的頻率越低，維修維護(hù)的費(fèi)用花費(fèi)也越低。在儀表的選擇過程中，應(yīng)選性能穩(wěn)定、具有較高可靠性的儀表。但是在實(shí)際工作中，因?yàn)閳龅氐牟煌蚬こ屉A段的差異會對儀表的可靠性有著不同的要求，需結(jié)合具體的情況來選取合適的儀表。

4 結(jié)束語

對于工業(yè)自動(dòng)化儀表選型的問題，一直是各個(gè)工業(yè)的難題，因?yàn)楹芏喙I(yè)在生產(chǎn)過程中不重視儀表的選擇問題，忽略測量誤差和測量范圍，選取不適用的儀表，會給日后的工作帶來各種不必要的影響。對于儀表的選型應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)度、可靠度和準(zhǔn)確度，做到科學(xué)的選取。