工業自動化儀表選型問題探討

（中國輕工業南寧設計工程有限公司，南寧 530000）

0 引言

在實際的生產和工作過程中，有時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、經濟適用性。想要選取滿足實際工作的儀表，需要對各方面的因素進行充分的考慮。所選擇的儀表必須能滿足生產工藝的要求，根據實際的應用來確定儀表的具體功能，如記錄、指示、靈敏度、準確度等。選取經濟適用的儀表需要建立在科學技術選進，儀表安全可靠的前提下 。隨著社會科技發展越來越迅速，對于儀表設計與制造有著極大的推動作用，更加加快了儀表的發展，同時工業生產當中對儀表的要求會隨著發展越來越嚴格。但是在發展中對于功能一樣的儀表會不斷地增加各種新的規格與品種，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、實用的儀表更是難上加難。如今對于從事儀表工作的技術人員需要十分認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就是指測量上限值以及測量下限值的相關代數差。使用不同的測量原理對同一個儀表進行參數測量的時候，往往會因為測量原理不同造成測量范圍的不同，針對此，測量工作進行的時候必須要根據被測量儀表的實際的變化范圍來合理的選取不同原理的測量表儀，對于測量數據上限與下限的數值必須要滿足符合測量變化的要求，即儀表的上限數值大于被測量的最大數值為有效，小于則為無效數值[1]。儀表的下限數值應當小于被測量的最小數值為有效。另外還需要在此基礎上適當的預留出一定的余地，預留的數值還需要具體根據被測參數的變化而變化，需要結合實際的情況而定，一些常見的儀表測量范圍是在1/3，2/3作為被測量的波動范圍也就是說上下預留值的和應當為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果準確性的，因此要大力保證好測量范圍的合理性。

1.2 測量誤差計算

對于任何一個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。在對誤差進行校準的時候，只需要在量程范圍內任意測量即可，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]。另外在量程范圍內進行測量的時候，某一個測量結果的被測量實際參數與相對誤差的絕對值是成正比的關系。在測量過程中越靠近量程下限的測量點，對于測量數據的相對誤差就會越大，因此造成測量的準確性較差。

2 實例選型

選型實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，根據以上誤差理論描述可得前一塊儀表在測量過程中產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%。根據同樣的原理與計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%。根據以上的計算數據分析，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準確，這樣一來對于在測量點的準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果，其實就是被測參數的相對誤差對于不同范圍內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果的相對誤差超出規定值，致使測量結果不準確，或者有著較大的誤差。

特別需要注意在工程設計方面，經常產生設計的工藝參數并不能得到切合實際應用的現象，這樣一來就會使儀表經常工作在接近測量下限的位置，長期以往會對儀表測量準確度產生影響，因此要盡量避免這類情況的發生。可以對測量點安裝測量計測量出大致的數據，然后再根據數據選取處于測量范圍中心的儀表。

3 儀表的兩種選擇優化

3.1 對于經濟精度的選擇

對于測量工作來說，為了能夠提高測量的準確性，都希望選擇更加準確精度更高的儀表，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的苛刻，更多的使用在實驗室內，工業現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、震動等，而且這些環境因素在工業現場中是不可避免的，如此使得高精度儀表不能夠發揮出自身精準度高的優勢。因此對于工業測量環境中，不能夠一味的強求測量精度，還需要注意現場條件，應當選用精度合適，能夠在工業現場諸多條件影響下依然保證測量精度，且價錢合適的儀表[3]。

工業生產過程中測量精準度越高，品質越高，能夠提高生產效益，但精準度對于效益的提升是有一定限度的，當超過某一臨界值后對生產效益的作用會越來越弱。另外對于高精度儀器來說，精準度越高自身的零件越精密，相關技術更加嚴謹，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當從經濟、效果等綜合方面考慮，選取性價比高，且能夠滿足生產要求的儀表。

3.2 儀表的可靠性選擇

儀表的可靠性其實就是衡量平均無故障的時間，可靠性越高發生故障的頻率越低，維修維護的費用花費也越低。在儀表的選擇過程中，應選性能穩定、具有較高可靠性的儀表。但是在實際工作中，因為場地的不同或工程階段的差異會對儀表的可靠性有著不同的要求，需結合具體的情況來選取合適的儀表。

4 結束語

對于工業自動化儀表選型的問題，一直是各個工業的難題，因為很多工業在生產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。對于儀表的選型應當考慮經濟度、可靠度和準確度，做到科學的選取。