工业测量一次仪表简介

                                                蔡铁强

在过程控制领域中，自动控制系统测量仪表一般分为两种：安装在工业现场的一次仪表和在操作控制室的二次仪表。一次仪表用于微弱信号的检测和变换，二次仪表则用于显示及调节控制功能。

在过程控制领域中，一次仪表将工业现场的压力、温度、流量、液位料位、汽/液成分等参数用不同原理及封装工艺的传感器检测出来之后，经过模拟信号的放大及滤波处理变换，转换成可远传的电流/电压信号向操作控制室传送。控制室的二次仪表或系统板卡则接收到一次仪表传递来的反映现场工作状况的模拟信号或则数字信号，经过转换处理，显示过程生产装置的工作测量参数，同时可给出操作调节信号，精确控制过程控制生产系统的正常运行。

相对于侧重于易于处理的标准信号且在控制室的二次仪表，一次仪表直接安装并应用于复杂恶劣的工业环境，对产品技术的层次要求更高。除了要确保现场参数的测量精度外，仪表的使用环境温度，外壳IP防护等级、防尘要求及防爆指标都有不同的要求。因此，对一次仪表的产品设计需要多学科的综合交叉，体现出一个公司研发的综合能力。

在实际应用及设计中，一次仪表结合了先进的传感器技术和电子信号处理技术。在传感器测量部分，主要测量气体或液体介质的压力、流量、温度等。这些因子和介质的特性紧密相关，需要对传感器的材料如：耐温性、耐压性、耐腐蚀性提出很高的要求。因此，对传感器的技术提出了很高的要求，包含了传感器内部结构、材料及封装工艺。否则，极易造成仪表的误测量，或者发生泄漏，影响生产工艺，更严重的甚至升级为安全事故。

一次仪表现场传感器输出基本为微弱的直流或交流毫伏信号，如：压力传感器或电磁流量计传感器；有些为信号幅值甚至更小的电荷信号，如：涡街流量计传感器，这些信号在复杂恶劣的工业现场极易受到干扰。因此，对电子线路的信号硬件处理和软件处理提出很高的要求。在设计过程中，一次仪表的电子线路器件需对温度和精度及耐压进行严格的要求，在功能上则包括了传感器的激励，微弱信号的放大滤波处理，如：差分放大、带通滤波、自动增益调节等，保证传感器信号正确的提取和放大，不会失真，从而保证信号的准确性。在微控制器的软件部分，则包含了数字算法和逻辑控制，如：傅里叶变化、卡尔曼滤波等，对数字采样的信号进行优化和防错处理，保证仪表在工业现场使用的可靠性和稳定性。因此，在一次仪表中硬件和软件的技术含量，决定了产品在工业现场应用的准确性、稳定性及抗干扰性。

目前，百特智能生产的一次仪表是结合了国内先进的传感器技术和芯片集成技术的工业现场仪表。其融合了传感材料和芯片材料的先进工艺，辅以研发工程师优秀的设计理念和丰富的现场经验，保证了一次仪表在工业现场使用的准确性、可靠性。同时，也大大推广了百特智能这个国产工控仪表民族品牌的市场影响力。