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智能儀表

智能儀表是以微型計算機（單片機）為主體，將計算機技術(shù)和檢測技術(shù)有機結(jié)合，組成 “智能化儀表”。

簡介

隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，引起了儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革，以微型計算機（單片機）為主體，將計算機技術(shù)和檢測技術(shù)有機結(jié)合，組成 “智能化儀表”，在測量過程自動化、測量數(shù)據(jù)處理及功能多樣化方面與傳統(tǒng)儀表的常規(guī)測量電路相比較，取得了巨大進展。 智能儀表不僅能解決傳統(tǒng)儀表不易或不能解決的問題，還能簡化儀表電路，提高儀表的可靠性，更容易實現(xiàn) 多功能的目的。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，儀表的智能化程度將越來越高。智能儀表，不但能完成多種物理量的 顯示，同時可以帶變送輸出、繼電器控制輸出、通訊、數(shù)據(jù)保持等多種功能。 智能儀表和智能傳感器一般是用在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，這種儀表和傳感器內(nèi)部嵌入的有通訊模塊和控制模塊，可以完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊功能。

初的智能儀表被稱為自動抄表系統(tǒng)（AMR），遠程自動抄表也成為了智能儀表 基本的功能。利用智能儀表的紅外線等通信功能，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動抄表。這樣就不需要工作人員前往現(xiàn)場進行人工抄表，提升了效率，也削減抄表業(yè)務(wù)的 此外，還能夠減少人為因素造成的失誤，抄表精度得到提升，也使得收益得到提升。之后雙向通信的遠程操作功能也增加進來，防止非法使用電力/燃氣等，因此智能儀表 初被能源行業(yè)應(yīng)用和看好。

產(chǎn)品特點

測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響；

測量管內(nèi)無阻礙流動部件，無壓損，直管段要求較低；

系列公稱通徑DN15～DN3000。傳感器襯里和電極材料有多種選擇；

轉(zhuǎn)換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩(wěn)定 度高。流量范圍度可達1500：1；

轉(zhuǎn)換器可與傳感器組成一體型或分離型；

轉(zhuǎn)換器采用16位 微處理器，2x16LCD顯示，參數(shù)設(shè)定方便，編程可靠；

流量計為雙向測量系統(tǒng)，內(nèi)裝三個積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示．莊、反流量，并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART；

轉(zhuǎn)換器采用表面安裝技術(shù)SMT，具有自檢和自診斷功能。

選型

儀表尺寸。即儀表的體積大小，這是個很基本的問題。數(shù)顯表要裝在柜體上，所以要考慮整體的協(xié)調(diào)性，過大了可能裝不下，過小了看不清顯示數(shù)字，另外，體積大的儀表一般功能擴充性較強，同樣功能可能會貴，體積小的儀表可能功能擴充性較差。目前數(shù)顯表面板的 尺寸主要有以下幾種：48*24mm；48*48mm；48*96mm；72*72mm；96*96mm；96*48mm；160*80mm。

顯示位數(shù)。這直接關(guān)系到數(shù)顯表的測量精度，一般來講，顯示位數(shù)越高，測量更 ，也越貴，主要有以下幾種：兩位(99，特殊);三位(999，極少);三位半(1999，普通數(shù)顯表占主流);四位(9999，智能數(shù)顯表占主流);四位半(19999);四又四分之三(3999);五位及五位以上(常見于計數(shù)器、累計表和 儀表)，用戶可以根據(jù)測量精度要求來選擇幾位的數(shù)顯表。

輸入信號。指直接輸入儀表的測量信號，有些工業(yè)信號是直接接入儀表測量的，有些信號是經(jīng)過轉(zhuǎn)化后接入儀表的，必須弄清楚測量信號的性質(zhì)，否則買去的儀表不能用，甚至損壞儀表及原有設(shè)備。要弄清信號類型：電流還是電壓，交流還是直流，是脈沖信號還是線性信號等等，還要弄清信號的大小。儀表的名稱與輸入信號不是同一概念，舉幾個例子：輸入信號是0-75mVdc的電流表(名稱是電流表，輸入信號卻是電壓信號，因為電流經(jīng)過分流器取得電壓信號);輸入信號是0-10Vdc的轉(zhuǎn)速表(名稱是轉(zhuǎn)速表，輸入信號卻是電壓表，因為變頻器將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)化成電壓信號)。

工作電源。所有數(shù)顯表都需要工作電源，數(shù)顯表的工作電源主要有：220Vac;110/220Vac;85-265VAC/DC開關(guān)電源，24Vdc(一般要訂制)，5Vdc(小面板表)。

儀表功能。儀表功能一般都是模塊化的，可選擇的，儀表也會隨功能不一樣而有所差異，數(shù)顯表主要有以下可選功能：報警功能及報警輸出的組數(shù)(即繼電器動作輸出)，饋電電源輸出及輸出電壓的大小及功率，變送輸出及變送輸出的類型(4-20mA還是0-10V等)，通訊輸出及通訊方式和協(xié)議(RS485還是RS232，是Modbus還是其他協(xié)議)，對于調(diào)節(jié)控制儀表，可選功能就更多，具體要參照廠家的選型譜選出一個規(guī)范的型號，并與廠家溝通并確認無誤后才可以訂貨。

幾個比較重要的參數(shù)要關(guān)注一下：測量精度(值越小越 )、響應(yīng)速度(值越小響應(yīng)越快)、工作環(huán)境、溫度系數(shù)(值越小受溫度影響越小)、過載能力

特殊要求。若用戶有特殊要求就應(yīng)提出來，讓廠家確認能否滿足要求，千萬不能想當然，比如：IP防護等級、高溫工作場合、強干擾場合、特殊信號場合、特殊工作方式等等。

其實，數(shù)顯表選型并不復雜，對于簡單的數(shù)顯表一般買過來就可以用了，對于初次使用或 功能復雜數(shù)顯表的用戶只要把握了以上幾點，也能很好的選購到合適的產(chǎn)品。

智能儀表的特點

精度高智能變送器具有較高的精度。利用內(nèi)裝的微處理器，能夠?qū)崟r測量出靜壓、溫度變化對檢測元件的影響，通過數(shù)據(jù)處理，對非線性進行校正，對滯后及復現(xiàn)性進行補償，使得輸出信號更 一般情況，精度為量程的±0.1，數(shù)字信號可達±0.075??

功能強

智能變送器具有多種復雜的運算功能，依賴內(nèi)部微處理器和存儲器，可以執(zhí)行開方、溫度壓力補償及各種復雜的運算。

測量范圍寬

普通變送器的量程比為10:1，而智能變送器可達40:1或100:1，遷移量可達1900和-200，減少變送器的規(guī)格，增強通用性和互換性，給用戶帶來諸多方便。

通信功能強

智能變送器均可實現(xiàn)手操器進行操作，既可在現(xiàn)場將手操器插到變送器的相應(yīng)插孔，也可以在控制室將手操器連接到變送器的信號線上，進行零點及量程的調(diào)校及變更。有的變送器具有模擬量和數(shù)字量兩種輸出方式(如HART協(xié)議)，為實現(xiàn)現(xiàn)場總線通訊奠定了基礎(chǔ)。

完善的自診斷功能

通過通信器可以查出變送器自診斷的故障結(jié)果信息。

未來發(fā)展方向

智能儀表的智能化程度有待進一步提高

智能儀表的智能化程度表征著其應(yīng)用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個較低水平的初級智能化階段，但某些特殊工藝及應(yīng)用場合則對儀表的智能化提出了較高的要求，而當前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應(yīng)用基礎(chǔ)，這就意味著我們有必要也有能力結(jié)合具體的應(yīng)用需要下大氣力開發(fā)高級智能化的儀表技術(shù)。

智能儀表的穩(wěn)定性、可靠性

有待長期和持續(xù)的關(guān)注儀表運行的穩(wěn)定性、可靠性是用戶首要關(guān)心的問題，智能儀表也不例外，隨著智能儀表技術(shù)的不斷拓展 的智能儀表也將陸續(xù)投放市場，這需要我們始終把握一個原則：每一項智能新技術(shù)的應(yīng)用有待實踐的檢驗，是否用戶有信心和勇氣敢于做“ 個吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術(shù)的并行開發(fā)。

智能儀表的潛在功能應(yīng)用有待化

目前工業(yè)自動化領(lǐng)域的實際應(yīng)用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮化，而更多的只是應(yīng)用了其總體功能的半數(shù)左右，而這一應(yīng)用現(xiàn)狀的主要原因是，控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)忽略了諸如現(xiàn)場總線的技術(shù) ，這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關(guān)系， 長期合作，以短期投資促長期效益，通過建立“智能儀表 現(xiàn)場總線”的控制系統(tǒng)架構(gòu)，確立優(yōu)化的投資觀念，達成和諧共贏的目標。

繼續(xù)加大國內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入

智能儀表技術(shù)及應(yīng)用還需要經(jīng)歷一個較為漫長的成熟發(fā)展期，而對于國內(nèi)智能儀表技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)面臨著更大的挑戰(zhàn)，這種局面召喚著國內(nèi)儀表行業(yè)共同探討智能儀表的發(fā)展問題，應(yīng)對激烈的國際競爭市場，擔負儀表產(chǎn)業(yè)的歷史使命，在日益優(yōu)厚的及 政策下，堅持產(chǎn)、學、研的密切結(jié)合，繼續(xù)加大國內(nèi)智能儀表的開發(fā)投入。

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