Thiết bị đo là khoa học và nghệ thuật đo các đại lượng vật lý và chuyển đổi chúng thành tín hiệu có thể được đọc, ghi lại hoặc sử dụng cho mục đích điều khiển. Nó liên quan đến các thiết bị và hệ thống phát hiện, đo lường và chỉ ra các thông số như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, mức và nhiều thông số khác.

Khái niệm cơ bản về thiết bị đo đạc

1. Định nghĩa và mục đích
Thiết bị đo là thuật ngữ chung của các phương tiện đo lường được sử dụng để chỉ báo, đo lường và ghi lại các đại lượng vật lý. Nó cũng bao gồm việc nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị này trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, phòng thí nghiệm và hệ thống tự động hóa5.

2. Các thành phần của hệ thống
thiết bị đo lường Một hệ thống thiết bị đo lường điển hình bao gồm một số yếu tố chính:

• Phần tử cảm biến chính (cảm biến): Phát hiện đại lượng vật lý (ví dụ: nhiệt độ, áp suất) và chuyển đổi nó thành một tín hiệu tương tự, thường là điện16.

• Phần tử chuyển đổi biến đổi: Chuyển đổi đầu ra cảm biến thành một dạng phù hợp mà không làm thay đổi thông tin, thường được gọi là đầu dò thứ cấp1.

• Phần tử thao tác biến: Điều chỉnh độ lớn hoặc phạm vi tín hiệu đến mức có thể sử dụng (ví dụ: điện áp hoặc dòng điện) để xử lý hoặc hiển thị thêm1.

• Phần tử truyền dữ liệu: Truyền tín hiệu từ vị trí cảm biến đến màn hình hoặc thiết bị điều khiển từ xa, sử dụng cáp, đường dây khí nén hoặc liên kết vô tuyến (đo từ xa)1.

• Phần tử cảm biến hoặc điều khiển: Đầu ra được ghi lại hoặc được sử dụng để điều khiển một quá trình, thực hiện các chức năng như chỉ báo, ghi hoặc điều khiển1.

3. Quy trình
đo lường Đại lượng vật lý cần đo (đo lường) được cảm biến chuyển đổi thành biến tín hiệu (ví dụ: điện áp, dịch chuyển). Tín hiệu này được truyền và xử lý, sau đó hiển thị hoặc ghi lại để con người giải thích hoặc được sử dụng trong điều khiển tự động27.

4. Các loại công cụ

• Dụng cụ tương tự: Sử dụng con trỏ di chuyển để cho biết giá trị đo được liên tục. Chúng dễ bị lỗi thị sai2.

• Dụng cụ kỹ thuật số: Hiển thị các phép đo ở dạng số, loại bỏ lỗi thị sai và cải thiện khả năng đọc2.

5. Đặc điểm của nhạc cụ

• Chính xác: Phép đo gần với giá trị thực như thế nào26.

• Chính xác: Tính nhất quán hoặc độ lặp lại của các phép đo2.

• Resolution: Thay đổi nhỏ nhất trong biến đo được mà thiết bị có thể phát hiện2.

• Hiện tượng trễ: Sự khác biệt về đầu ra khi đầu vào tăng so với giảm2.

• Dead Zone/Band: Phạm vi mà những thay đổi trong đầu vào không tạo ra bất kỳ thay đổi đầu ra nào2.

• Đặc điểm tĩnh: Liên quan đến phép đo các biến ổn định hoặc không thay đổi26.

• Đặc điểm động: Liên quan đến phản ứng của thiết bị đối với các biến thay đổi, bao gồm thời gian phản hồi và độ trễ6.

6. Các thông số
đo lường phổ biến Thiết bị đo lường nhiều thông số vật lý, bao gồm nhưng không giới hạn ở áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, mức, độ ẩm, độ rung và các đại lượng điện như dòng điện và điện áp5.

7. Tín hiệu kiểm tra tiêu chuẩn Để
đánh giá các hệ thống và dụng cụ điều khiển, các tín hiệu kiểm tra tiêu chuẩn như tín hiệu xung lực, bước, đường dốc và parabol được sử dụng để quan sát phản ứng của hệ thống1.

Tóm tắt

Thiết bị đo đạc là điều cần thiết trong việc chuyển đổi các hiện tượng vật lý thành các tín hiệu có thể đo được có thể được hiển thị, ghi lại hoặc sử dụng để kiểm soát các quá trình. Nó liên quan đến cảm biến, đầu dò, điều hòa tín hiệu, thiết bị truyền và đầu ra. Hiểu các loại, thành phần và đặc điểm của thiết bị là điều cơ bản để lựa chọn và sử dụng thiết bị phù hợp cho bất kỳ nhiệm vụ đo lường hoặc điều khiển nào.

Kiến thức cơ bản này áp dụng cho nhiều ngành bao gồm sản xuất, nhà máy điện, chế biến hóa chất và phòng thí nghiệm nghiên cứu12567.