1、化工测量及仪表,东华大学信息学院 张义红,2012.04.06,第1章 绪 论,1.1 测量的含义和地位 人类自古就在学着测量。 古时候人们往往直接用自己的脚来丈量土地的面积。 Foot 长度单位（英尺）。 测量作为人类探知自然界的主要手段之一，不仅被广泛应用于现代科技社会，在人文社会领域也有其充分实践的空间。人类依靠测量来了解自然、认识世界，人类文明就是这样一步一步发展起来了。,1测量的含义,从工程学角度，我们认为：测量是人类认识事物本质的不可缺少的过程，是人类对事物获得定量概念以及事物内在规律的过程。 （测量和检测基本上是同义语，而具体的仪器仪表则是专门用于“测量”或“检测”某一参数或对象
2、的工具）,2测量的地位,“没有测量就没有科学”一生两度获诺贝尔奖（第一次获得诺贝尔物理奖，第二次获得诺贝尔化学奖）的居里夫人有一句名言：“人类看不见的世界，并不是空想的幻影，而是被科学的光辉照射的实际存在。”放射性现象人类的肉眼看不见，要靠某些仪器的测量来证明它的实际存在。居里夫人历时四载，从近9吨的沥青铀矿的矿渣中提炼出100 mg镭，并初步测量出镭的相对原子质量是225。这个简单的数字凝聚着居里夫妇的心血和汗水，更证实了这样一句名言“没有测量就没有科学”。,测量技术是关键和基础一切科学都建立在精确的数据上，自然科学是如此，人文科学也是如此。而精确数据的获得依靠的就是测量。正如著名科学家钱学
3、森先生曾指出的，“信息技术包括测量技术、计算机技术和通讯技术。测量技术是关键和基础。” 测量水平的高低直接反映一个国家科学水平的高低。,对比,发达国家美国： 每天完成2.5亿个数据的测量，占国民生产总值的3.5。要完成这些检测，需要大量的、种类繁多的分析检测仪器。仪器仪表与测试技术的普及与发展是当代提高生产效率、保证产品质量的一个关键环节。美国的科学技术非常发达，精密仪器仪表的生产、自动检测控制技术的开发等一批高新技术已成为他们国家的支柱产业，并大量出口到其他发展中国家。,我国：,近20年来，我国自动检测技术有了长足的进步和发展。检测仪表和自动化系统广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工
4、、纺织、食品加工等行业。据悉，现代化宝钢的技术装备投资，三分之一的经费用于购置仪器和自控系统。即使原来认为可以土法生产的制酒工业，今天也需通过精密的仪器仪表来严格测控各个生产流程，才能创出世界名牌。然而和发达国家相比，我们还有很大的差距。,任重而道远,2009/7/23/08:55 来源：中国化工仪器网 【慧聪教育网】我国仪器仪表与测量控制现状同国际先进水平相比，同我国经济和社会发展的实际需要相比，还存在着很大的差距。差距是全方位的： 其一，我国仪器仪表产业规模小，产值低，企业同样是规模小，产值低。2007年我国仪器仪表产业总产值3000亿元人民币，只占工业总产值2.5%。10年前，美国仪器仪
5、表产业总产值已达到4000亿美元，占工业总产值4%。目前，美国仪器仪表企业年产值超过20亿美元（折合人民币约130亿）不少于50家，我国最大的仪器仪表企业，京仪集团年产值80亿元人民币，川仪集团60亿元人民币。两相比较，差距实在太大。,要缩小和消除这个差距，需要我们努力奋斗10年20年,其二：许多大型精密仪器我们还生产不出来，国内需求几乎全部依赖进口。2007年我国仪器仪表产品出口创下了88亿美元，可是进口却达到了172亿美元，逆差84亿美元，成为装备制造业之最。,1.2 发展中的测量技术,1科学技术发展突飞猛进 当今在激光技术、远红外技术、半导体集成技术、超导技术、同位素技术、超声技术、光纤
6、技术、微波技术、仿生技术等方面新的研究成果不断涌现。科学技术的发展呈现突飞猛进之状态。 这些科学技术的飞速发展都离不开测量技术，同时它们的发展也进一步促进了各种测量工具和测量理论的发展。,2测量领域的扩展以及测量精度的提高,检测技术新发展的成果主要表现在两个方面： 一是大大提高了被测参数的精度。现代宇航陀螺仪制造，误差控制在“纳米级”以内。超大规模集成电路内部线路间距、物理光栅的刻划，其误差控制级别要求更高。检测技术的新发展为被测参数实现超高精度测量提供了技术保证。,二是极大地扩展了测量的对象和领域。在传统工业、农业、商务物流以及科学实验中，大型复杂的对象面临多输入参数和多输出参数的综合测量与
7、控制，这离不开新型测量工具和现代测量理论的支持。此外，航空航天、遥感遥测、海洋开发、环境保护、现代化战争的演习等，都离不开新型检测技术的支持。,3测量系统的变革趋势,近年来现代仪器仪表产品已成为典型的高科技产品。它不但完全突破了传统的光、机、电的框架，向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向迅速发展，而且还正朝着更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取对象全方位信息的方向阔步前进。 我们可以预见：（1）传统的仪器仪表将仍然朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环境适应和长寿命的“六高一长”的方向发展；（2）新型的仪器仪表则将朝着微型化、集成化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、
8、计算机化、综合自动化、光机电一体化、家庭化、个人化、无维护化以及组装生产自动化、规模化的方向发展。,1.3 自动检测技术就在我们身边,小轿车： 减震传感器用于汽车的引擎控制； 振动传感器用于控制安全气囊的打开； 超声波传感器用于汽车的倒车系统； 陀螺传感器用于汽车的导航,电饭煲-温度磁敏传感器,每家每户都在使用的能自动烧饭熬粥的电饭煲为例，我们所熟悉的是：一旦饭煮好了，电饭煲便会停止加热。而实现这一目标的关键在于电饭煲的底部有一个温度磁敏开关，当温度上升到某一温度点时，该温度磁敏开关便会失去磁性，电源就自动断开。温度磁敏开关的工作原理为“居里一韦斯”定律，系100多年前比埃尔居里和韦斯共同建立。,，全自动洗衣机冰箱、空调等等，哪一样都离不开测量技术！,家用电器的燃气热水器，它要测量水温、流量、水压等；高级全自动洗衣机会测量水位、洗衣粉的浓度、各道工序的时间等；还有冰箱、空调等等，哪一样离开得了测量技术呢？！,第 1 章,END,
