Instrumentierung wird als die Kunst und die Wissenschaft des Maßes und die Kontrolle von Prozessvariablen innerhalb einer Produktion oder das Produktionsgebiet definiert.

Ein Instrument ist ein Gerät, das misst und/oder physische Menge/Prozessvariablen wie Fluss, Temperatur, Niveau oder Druck regelt. Instrumente schließen viele verschiedene Vorrichtungen ein, die so einfach sein können wie Klappen und Sender, und so kompliziert wie Analysatoren. Instrumente umfassen häufig Regelsysteme von verschiedenen Prozessen wie Raffinerien, Fabriken und Fahrzeuge. Die Kontrolle von Prozessen ist einer der Hauptzweige der angewandten Instrumentierung. Instrumentierung kann sich auch auf tragbare Geräte beziehen, die eine gewünschte Variable messen. Verschiedene tragbare Instrumentierung ist in Laboratorien üblich, aber kann im Haushalt ebenso gefunden werden. Zum Beispiel ist ein Rauchmelder ein allgemeines in den meisten Westhäusern gefundenes Instrument.

Produktionsinstrumentierung schließt Geräte wie Solenoid, Klappen, Gangregler, selbsttätige Unterbrecher und Relais ein. Diese Geräte kontrollieren eine gewünschte Produktionsvariable, und stellen entweder entfernte oder automatisierte Kontrollfähigkeiten zur Verfügung. Diese werden häufig Endkontrollelemente, wenn kontrolliert, entfernt oder durch ein Regelsystem genannt.

Sender sind Geräte, die ein Produktionssignal häufig in der Form eines 4-20 mA elektrischen aktuellen Signals erzeugen, obwohl viele andere Optionen mit Stromspannung, Frequenz, Druck oder ethernet möglich sind. Dieses Signal kann zu Informationszwecken verwendet werden, oder es kann an einen PLC, DCS, SCADA System, LabView oder anderen Typ des computerisierten Kontrolleurs gesandt werden, wo es in lesbare Werte interpretiert und verwendet werden kann, um andere Geräte und Prozesse im System zu kontrollieren.

Kontrollinstrumentierung spielt eine bedeutende Rolle sowohl in der sich versammelnden Information vom Feld als auch im Ändern des

Feldrahmen, und als solcher sind ein Schlüsselteil von Kontrollschleifen.

Geschichte

Elemente der Industrieinstrumentierung haben lange Geschichten. Skalen

um Gewichte und einfache Zeigestöcke zu vergleichen, um Position anzuzeigen, sind

alte Technologien. Einige der frühsten Maße waren der Zeit.

Eine der ältesten Wasseruhren wurde in der Grabstätte des gefunden

Ägyptischer Pharao Amenhotep I, begraben ungefähr 1500 BCE.

Verbesserungen wurden in den Uhren vereinigt. Durch 270 BCE hatten sie

die Ansätze eines automatischen Regelsystem-Geräts. Verwendende Biester der Last, um Korn zu dreschen und zu mahlen, sind

alt. Watermills sind mehr als 2000 Jahre alt. 1663

Christopher Wren hat der Königlichen Gesellschaft ein Design für einen geboten

"Wetteruhr". Eine Zeichnung zeigt meteorologischen Sensoren bewegende Kugelschreiber

über durch das Uhrwerk gesteuertes Papier. Solche Geräte sind normaler nicht geworden

in der Meteorologie seit zwei Jahrhunderten. Das Konzept ist eigentlich unverändert, wie gezeigt, durch geblieben

pneumatische Karte-Recorder, wo ein unter Druck gesetztes Gebläse einen Kugelschreiber versetzt.

Das Integrieren von Sensoren, Displays, Recordern und Steuerungen war ungewöhnlicher

bis zur industriellen Revolution, die sowohl durch das Bedürfnis als auch durch die Nützlichkeit beschränkt ist.

In den frühen Jahren der Prozesssteuerung wurden Prozess-Hinweise und Kontrollelemente wie Klappen von einem Maschinenbediener kontrolliert, der um die Einheit spazieren gegangen ist, die die Klappen anpasst, um die gewünschten Temperaturen, den Druck und die Flüsse zu erhalten. Da sich Technologie entwickelt hat, wurden pneumatische Kontrolleure erfunden und sind im Feld gestiegen, das den Prozess kontrolliert hat und die Klappen kontrolliert hat. Das ist abgenommen die Zeitdauer-Prozess-Maschinenbediener waren erforderlich, um den Prozess zu kontrollieren. Spätere Jahre die wirklichen Kontrolleure wurden zu einem Hauptzimmer und Signalen bewegt, wurden in den Kontrollraum gesandt, um den Prozess zu kontrollieren, und Produktionssignale wurden an das Endkontrollelement wie eine Klappe gesandt, um den Prozess, wie erforderlich, anzupassen. Diese Kontrolleure und Hinweise wurden auf einer Wand genannt eine Schalttafel bestiegen. Die Maschinenbediener haben vor diesem Ausschuss gestanden, der hin und her Überwachung der Prozess-Hinweise spazieren geht. Das hat wieder die Anzahl vermindert, und Zeitdauer gehen in einer Prozession Maschinenbediener waren erforderlich, um um die Einheiten spazieren zu gehen. Der am meisten normale pneumatische während dieser Jahre verwendete Signalpegel war 3-15 psig.

Elektronik hat ermöglicht zu telegrafieren, um Pfeifen zu ersetzen. Der

Transistor wurde durch die Mitte der 1950er Jahre kommerzialisiert.

Jede Instrument-Gesellschaft hat ihre eigene Standardinstrumentierung eingeführt

Signal, Verwirrung bis zur 4-20 MA-Reihe verursachend, wurde als der Standard verwendet

elektronisches Instrument-Signal für Sender und Klappen. Dieses Signal

wurde schließlich als ANSI/ISA S50, "Vereinbarkeit des Analogons standardisiert

Signale für Elektronische Industrieprozess-Instrumente", in den 1970er Jahren.

Die Transformation der Instrumentierung von mechanischem pneumatischem

Sender, Kontrolleure und Klappen zu elektronischen Instrumenten

reduzierte Wartungskosten als elektronische Instrumente waren mehr

zuverlässig als mechanische Instrumente. Das hat auch Leistungsfähigkeit vergrößert

und Produktion wegen ihrer Zunahme in der Genauigkeit. Pneumatik hat genossen

einige Vorteile, in zerfressendem und explosivem bevorzugt werden

Atmosphären.

Die pneumatischen und elektronischen Signalstandards haben zentralisierten erlaubt

die Überwachung und Kontrolle eines verteilten Prozesses. Das Konzept war

beschränkt durch Nachrichtenlinienlängen (vielleicht 100 Meter für

Pneumatik). Jede Pfeife oder Leitungspaar haben ein Signal getragen. Der folgende

die Evolution der Instrumentierung ist mit der Produktion von gekommen

Distributed Control Systems (DCS), die erlaubt haben zu kontrollieren und

die Kontrolle von vielfachen Positionen, die weit getrennt werden konnten. Ein

Prozess-Maschinenbediener konnte vor einem Schirm sitzen (nicht mehr eine Kontrolle

Ausschuss) und Monitor Tausende von Punkten überall in einem großen Komplex. Ein

nah verwandte Entwicklung wurde "Aufsichtskontrolle und Daten genannt

Erwerb" (SCADA). Diese Technologien wurden durch unterstützt

Personalcomputer, Netze und grafische Benutzerschnittstellen.

Definition

Das englische Wörterbuch von Oxford sagt (als seine letzte Definition von

Instrumentierung), "Das Design, der Aufbau und die Bestimmung von

Instrumente für das Maß, die Kontrolle, usw.; der Staat, ausgestattet

zu werden

mit oder kontrolliert von solchen Instrumenten insgesamt." Es bemerkt

dass dieser Gebrauch des Wortes in den Vereinigten Staaten im frühen 20. entstanden

ist

Jahrhundert. Der traditionellere Gebrauch des Wortes wurde mit vereinigt

musikalische oder chirurgische Instrumente. Während das Wort traditionell ein ist

Substantiv, es wird auch als ein Adjektiv verwendet (als Instrumentierungsingenieur,

Instrumentierungsverstärker und Instrumentierungssystem). Anderer

Wörterbücher bemerken, dass das Wort im Beschreiben am üblichsten

ist

aeronautische, wissenschaftliche oder industrielle Instrumente.

Das Dienstprogramm des Wortes hat als Sensoren und Kontrolle etwas abgenommen

sind allgegenwärtig geworden. Ein modernes kluges Telefon enthält Sensoren und

das Unterstützen der Elektronik mit allen klassischen Elementen eines

Instrumentierungssystem. Ein eingebetteter Beschleunigungsmesser kann den bestimmen

Anzeigeorientierung. Der Sensorbildschirm und die Digitalkamera sind komplizierter

Sensoren. Eine allgemeine Anwendung ist für das Telefon, um zu lesen und zu interpretieren

ein 2. Strichcode (Matrixcode, QR Code) und gestützt darauf zu handeln

Interpretation.

Maß-Instrumente haben drei traditionelle Klassen des Gebrauches:

• Überwachung von Prozessen und Operationen
• Kontrolle von Prozessen und Operationen
• Experimentelle Technikanalyse

Während dieser Gebrauch verschieden scheint, in der Praxis sind sie weniger. Der ganze

Maße haben das Potenzial für Entscheidungen und Kontrolle. Ein Haus

Eigentümer kann einen Thermostat ändern, der als Antwort auf eine Dienstprogramm-Rechnung untergeht

geschätzt von Meter-Lesungen.

Beispiele

In einigen Fällen ist der Sensor ein sehr geringes Element des Mechanismus.

Der Begriff Instrumentierung, kann aber der nicht immer passend

sein

Definition ist so lose, dass keine klare Grenze definiert worden ist. Für

eine Toilette, nennen Sie einen Klempner; weil gleichwertiges flüssiges Niveau in einem kontrolliert

Kernkraftwerk, nennen Sie einen Instrumentierungsingenieur. Digitaler

Kameras und Armbanduhren könnten die lose Definition technisch entsprechen

der Instrumentierung, weil sie registrieren und/oder gefühlte Information zeigen.

Unter den meisten Verhältnissen würde keiner Instrumentierung, aber genannt

wenn verwendet, die verbrauchte Zeit einer Rasse zu messen und den zu dokumentieren

Sieger an der Ziellinie, beide würden Instrumentierung genannt.

Haushalt

Ein sehr einfaches Beispiel eines Instrumentierungssystems ist ein mechanischer

Thermostat, verwendet, um einen Haushaltsbrennofen zu kontrollieren und so zu kontrollieren

Raumtemperatur. Eine typische Einheitssinntemperatur mit einem bimetallischen Streifen.

Es zeigt Temperatur durch eine Nadel auf dem freien Ende des

Streifen. Es aktiviert den Brennofen durch einen Quecksilberschalter. Als der Schalter

wird durch den Streifen rotieren gelassen, das Quecksilber macht physisch (und so

elektrisch) setzen sich zwischen Elektroden in Verbindung.

Ein anderes Beispiel eines Instrumentierungssystems ist ein

Haussicherheitssystem. Solch ein System besteht aus

Sensoren (Bewegungsentdeckung, Schalter, um Tür-Öffnungen zu entdecken),

einfache Algorithmen, um Eindringen zu entdecken (bewaffnet) (sich) lokale Kontrolle/entwaffnet) und

die entfernte Überwachung des Systems, so dass die Polizei aufgefordert werden kann.

Kommunikation ist ein innewohnender Teil des Designs.

Küchengeräte verwenden Sensoren für die Kontrolle.

• Ein Kühlschrank erhält eine unveränderliche Temperatur durch das Messen der inneren Temperatur aufrecht.
• Ein Mikrowellengerät kocht manchmal über einen Hitzesinnhitzesinnzyklus bis zur getanen Abfragung.
• Eine automatische Eismaschine macht Eis, bis ein Grenze-Schalter geworfen wird.
• Brot-Toaster des Knalls können vor der Zeit oder durch Hitzemaße funktionieren.
• Einige Öfen verwenden eine Temperaturuntersuchung, um bis zu einem Ziel zu kochen, innere Nahrungsmitteltemperatur wird erreicht.

Eine allgemeine Toilette füllt die Wasserzisterne nach, bis eine Hin- und Herbewegung die Klappe schließt.

Die Hin- und Herbewegung handelt als ein Wasserspiegel-Sensor.

Selbstfahrend

Moderne Automobile haben komplizierte Instrumentierung. Zusätzlich zu

Anzeigen der Motorrotationsgeschwindigkeit und des Fahrzeugs geradlinige Geschwindigkeit, dort

sind auch Anzeigen der Batteriestromspannung und des Stroms, der flüssigen Niveaus, Flüssigkeit

Temperaturen, Entfernung ist gereist und Feed-Backs von verschiedenen Steuerungen

(Blinker, Bremse, Scheinwerfer, Übertragungsposition abstellend).

Verwarnungen können für spezielle Probleme gezeigt werden (Brennstoff niedrig, überprüfen Sie Motor,

Reifenluftdruck niedrig, Tür halb offen, Sicherheitsgurt aufgemacht).

Probleme werden so registriert sie können berichtet werden

diagnostische Ausrüstung. Navigationssysteme können zur Verfügung stellen

Stimme befiehlt, um einen Bestimmungsort zu erreichen. Automobilinstrumentierung muss

seien Sie

preiswert und im Laufe langer Zeiträume in harten Umgebungen zuverlässig.

Es kann unabhängige Luftsack-Systeme geben, die Sensoren, enthalten

Logik und Auslöser. Das Gleitbremsen

Systeme verwenden Sensoren, um die Bremsen, während Temporegler zu kontrollieren

betrifft Kehle-Position. Ein großes Angebot an Dienstleistungen kann zur Verfügung gestellt werden

über die Kommunikation verbindet sich als das System von OnStar. Autonome Autos

(mit der exotischen Instrumentierung) sind demonstriert worden.

Flugzeug

Frühes Flugzeug hatte einige Sensoren. "Dampfeichmaße" haben Luft umgewandelt

der Druck in Nadel-Ablenkungen, die als interpretiert werden konnten

Höhe und Eigengeschwindigkeit. Ein magnetischer Kompass hat einen Sinn von zur Verfügung gestellt

Richtung. Die Anzeigen dem Piloten waren so kritisch wie der

Maße.

Ein modernes Flugzeug hat ein viel hoch entwickelteres Gefolge von Sensoren und

Anzeigen, die in Avionik-Systeme eingebettet werden. Das Flugzeug

kann Trägheitsnavigationssysteme, enthalten

globale Positionierungssysteme, Wetterradar, automatische Kurssteuerungen und Flugzeugsstabilisierung

Systeme. Überflüssige Sensoren werden für die Zuverlässigkeit verwendet. Eine Teilmenge des

Information kann einem übertragen werden

Unfall-Recorder, um Missgeschick-Untersuchungen zu helfen.

Moderne Versuchsanzeigen schließen jetzt Computeranzeigen einschließlich ein

leiten Sie Anzeigen.

Flugsicherungsradar

ist verteiltes Instrumentierungssystem. Der Boden-Teil übersendet einen

elektromagnetischer Puls und erhält ein Echo (mindestens). Flugzeuge tragen

transponders, die Codes auf dem Empfang des Pulses übersenden. Der

System zeigt Flugzeugskarte-Position, einen Bezeichner und fakultativ

Höhe. Die Karte-Position basiert auf der gefühlten Antenne-Richtung und

dem

gefühlte Verzögerung. Die andere Information wird im eingebettet

Transponder-Übertragung.

Laborinstrumentierung

Unter dem möglichen Gebrauch des Begriffes ist eine Sammlung des Laborversuchs

Ausrüstung von einem Computer durch einen IEEE-488 Bus kontrolliert.

Laborausrüstung ist verfügbar, um viele elektrisch und zu messen

chemische Mengen. Solch eine Sammlung der Ausrüstung könnte an gewöhnt sein

automatisieren Sie die Prüfung von Trinkwasser für Schadstoffe.

Maß

Instrumentierung wird verwendet, um viele Rahmen (physische Werte) zu messen. Diese Rahmen schließen ein:

• Druck, entweder unterschiedlicher oder statischer
• Fluss
• Temperatur
• Niveaus von Flüssigkeiten, usw.
• Dichte
• Viskosität
• Andere mechanische Eigenschaften von Materialien
• Eigenschaften, Radiation zu ionisieren
• Frequenz
• Strom
• Stromspannung
• Induktanz
• Kapazität
• Spezifischer Widerstand
• Chemische Zusammensetzung
• Chemische Eigenschaften
• Eigenschaften des Lichtes
• Vibrieren
• Gewicht

Kontrolle

Zusätzlich zum Messen von Feldrahmen ist Instrumentierung auch dafür verantwortlich, die Fähigkeit zur Verfügung zu stellen, einige Feldrahmen zu modifizieren.

Instrumentierungstechnik

Instrumentierungstechnik ist die Technikspezialisierung hat sich auf den Grundsatz und die Operation von Messgeräten konzentriert, die im Design und der Konfiguration von automatisierten Systemen in elektrischen, pneumatischen Gebieten usw. verwendet werden.

Sie arbeiten normalerweise für Industrien mit automatisierten Prozessen, wie chemische oder Produktionsanlagen, mit der Absicht von sich verbessernder Systemproduktivität, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Optimierung und Stabilität.

Um die Rahmen in einem Prozess oder in einem besonderen System zu kontrollieren, werden Geräte wie Mikroprozessoren, Mikrokontrolleure oder PLCs verwendet, aber ihr äußerstes Ziel ist, die Rahmen eines Systems zu kontrollieren.

Instrumentierungstechnik wird weil der erforderliche lose definiert

Aufgaben sind sehr Bereichsabhängiger. Ein Experte im biomedizinischen

die Instrumentierung von Laborratten hat sehr verschiedene Sorgen als

der Experte in der Rakete-Instrumentierung. Allgemeine Sorgen von beiden sind

die Auswahl an passenden Sensoren, die auf der Größe, dem Gewicht, den Kosten, gestützt sind

Zuverlässigkeit, Genauigkeit, Langlebigkeit, Umweltrobustheit und

Frequenzantwort. Einige Sensoren werden in der Artillerie wörtlich angezündet

Schalen. Andere fühlen thermonukleare Explosionen, bis zerstört.

Unveränderlich müssen Sensordaten registriert, übersandt oder gezeigt werden.

Die Aufnahme von Raten und Kapazitäten ändert sich enorm. Übertragung kann sein

trivial oder, kann encrypted und niedrige Macht in die Anwesenheit geheim

sein

der Klemmung. Anzeigen können trivial einfach sein oder können verlangen

Beratung mit menschlichen Faktor-Experten. Regelsystem-Design

ändert sich vom trivialen bis eine getrennte Spezialisierung.

Instrumentierungsingenieure sind dafür allgemein verantwortlich, den zu integrieren

Sensoren mit den Recordern, Sendern, Displays oder Regelsystemen.

Sie können entwerfen oder Installation angeben, telegrafierend und das Signalbedingen.

Sie können für die Kalibrierung, Prüfung und Wartung des verantwortlich

sein

System.

In einer Forschungsumgebung ist es für Gegenstand-Experten für üblich

haben Sie wesentliches Instrumentierungssystemgutachten. Ein Astronom

weiß die Struktur des Weltalls und viel über Fernrohre -

Optik, das Hinweisen und die Kameras (oder andere Abfragungselemente). Das

häufig schließt die hart gewonnenen Kenntnisse der betrieblichen Verfahren ein

das stellt die besten Ergebnisse zur Verfügung. Zum Beispiel ist ein Astronom häufig

kenntnisreich von Techniken, um Temperaturanstiege das zu minimieren

Ursache-Luftturbulenz innerhalb des Fernrohrs.

Instrumentierungstechnologen und Mechanik

Instrumentierungstechnologen, Techniker und Mechanik spezialisieren sich auf die Fehlerbeseitigung und Reparatur und Wartung von Instrumenten und Instrumentierungssystemen. Dieser Handel wird mit Elektrikern, Rohrlegern, Macht-Ingenieuren und Ingenieurbüros so verflochten, dass man sich in äußerst verschiedenen Arbeitssituationen finden kann.

Siehe auch

• Metrologie
• Maß
• Instrumentierung in petrochemischen Industrien

Links

• Internationale Gesellschaft der Automation, sieh Internationale Gesellschaft der Automation für mehr Information.
• Sieh Industrieinstrumentierung & Steuerungstechnologieverbindung für mehr Information.

Dem Feld der Instrumentierung wird mit Zeitschriften reich gedient.

Beispiele:

• Eurekahttp://www.eureka.findlay.co.uk

Instrumentationhttp://www.connectingindustry.com

• Instrumentierung und Maß Magazinehttp://imm.ieee-ims.org
• Laboratorium-Betriebsleiter Magazinehttp://www.labmanager.com
• Maß & Controlhttp://www.instmc.org.uk
• Prozesssteuerung Und Instrumentierung Newshttp://www.process-controls.com
• Sensoren Magazinehttp://www.sensorsmag.com
• Sensoren & Wandler Magazinehttp://www.sensorsportal.com

Viele andere Zeitschriften dienen spezifischen Industrien (Hydraulik,

Pneumatik, medizinisch, chemisch, darstellend, Kern-, Robotertechnik...).