【中國環(huán)保在線 市場行情】儀器儀表作為知識密集、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，是高端制造裝備的不可或缺重要組成部分。在 利好政策的助推下，尤其是工業(yè)4.0戰(zhàn)略的出現(xiàn)，儀器儀表行業(yè)展現(xiàn)出了一幅全新的發(fā)展藍圖。 　　政策東風持續(xù)加碼 儀器儀表行業(yè)藍圖再現(xiàn) 　　目前市場情況看，環(huán)境監(jiān)測儀器行業(yè)規(guī)模小，資產(chǎn)規(guī)模10億以上的企業(yè)占了行業(yè)銷售規(guī)模的40%，行業(yè)相對集中，特別是高端儀器一直被外資壟斷，國產(chǎn)PM 監(jiān)測儀器市場占有率僅為15%，未來高端儀器的進口替代空間大，行業(yè)并購成為趨勢。工業(yè)4.0戰(zhàn)略的出現(xiàn)，為我們展現(xiàn)了一幅全新的發(fā)展藍圖。 　　儀器儀表行業(yè)2015年預(yù)測 　　儀器儀表行業(yè)在2015年有20個小行業(yè)，規(guī)模以上企業(yè)4321家，共實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入9378億元，換算為產(chǎn)值近9500億元，未達到“十二五”規(guī)劃“行業(yè)產(chǎn)值達到或接近萬億”的預(yù)期。營收同比增幅6.2%，增幅本世紀以來新低。按 統(tǒng)計局 發(fā)布數(shù)據(jù)，2015年GDP增長6.9%，儀器儀表營收增幅也首次低于GDP增幅。 　　雖然年末與往常一樣翹尾，月產(chǎn)值再過千億，但翹尾力度已明顯低于往年。從小行業(yè)看，受水、土、氣等環(huán)境監(jiān)測類市場及制藥、食品等產(chǎn)業(yè)拉動，實驗分析儀器兩位數(shù)增幅13.86%，增長較快;工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)、電工及供應(yīng)類儀表、光學(xué)儀器同比增幅低于大行業(yè)。 　　全年利潤總額824億，增幅5.36%，低于主營收入增幅0.84個百分點，創(chuàng)歷年新低，但仍保持8-9%的主營收入利潤率。 　　利潤占比較大的工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)同比負增長拉低整個行業(yè);雖電工及供應(yīng)類儀表、實驗分析儀器兩位數(shù)增幅，由于占比不大不足以抵消下行影響。 　　從經(jīng)濟類型上看，民營企業(yè)依然是行業(yè)發(fā)展的中堅力量，三資企業(yè)15年首次出現(xiàn)營收、利潤同比的雙雙負增長。此外，全行業(yè)虧損企業(yè)數(shù)從年初的1307家下降到526家，虧損面逐步收窄。 　　2016年預(yù)判，因需求疲軟集中在兩個領(lǐng)域：一是與傳統(tǒng)流程工業(yè)關(guān)系密切的工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)，二是受房地產(chǎn)業(yè)影響的電工及供應(yīng)類儀表，二者約占全行業(yè)產(chǎn)銷的50%左右。同時，新興產(chǎn)業(yè)的儀器儀表需求尚未成熟，因此，預(yù)計2016年全行業(yè)維持個位數(shù)增長。 　　目前儀器儀表行業(yè)的狀況 　　近幾年 提出“兩化融合”，這是我國裝備制造業(yè)實現(xiàn)升級的重要舉措，也是我國從裝備制造大國向制造強國發(fā)展的重要途徑?！皟苫诤稀敝兴枰男畔⒍际莵碜杂诘讓拥难b備，因此對設(shè)備自動化和生產(chǎn)線自動化提出了很大的需求。 出臺的十大振興規(guī)劃中，紡織、輕工業(yè)、鋼鐵、船舶等都提到了設(shè)備對自動化和智能化的要求。儀器儀表作為知識密集、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，是多學(xué)科的綜合體，是高端制造裝備的不可或缺重要組成部分。 　　另一方面，隨著 對民生關(guān)注的大大提高，一些與民生相關(guān)的需求也提到日程上來。例如對食品、藥品、突發(fā)事故的檢測報警、環(huán)境和氣候監(jiān)測等相關(guān)的儀器儀表的要求源源不斷的出現(xiàn)，可以說抓住一個問題就能在激烈的競爭中贏得一片市場，這就需要儀器企業(yè)多加強民生意識，不斷挖掘近在咫尺的市場潛力，讓高科技儀器真正造福于社會。我國儀器儀表工業(yè)在起步比較晚的情況下，經(jīng)過20年不懈的努力，成為常用儀器儀表的生產(chǎn)大國，市場銷售的呢額屢創(chuàng)新高，研發(fā)和生產(chǎn)體系也日益健全。經(jīng)過飛速發(fā)展，我國的儀器儀表市場競爭格局悄然發(fā)生改變。目前，變送器、執(zhí)行器、測繪儀器、金屬材料試驗機等產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界前列，實驗分析儀器等中產(chǎn)品的市場占有率不斷上升，行業(yè)技術(shù)上總體已達到的中等國際水平，少數(shù)產(chǎn)品接近或達到當前較高國際水平。 　　隨著節(jié)能降耗、減少排放和低碳經(jīng)濟成為 長期國策，出現(xiàn)了一批高速發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)。例如風電、核電、智能電網(wǎng)、高速列車和軌道交通等，這些產(chǎn)業(yè)對儀器儀表來說都是巨大的市場增長點。在風電領(lǐng)域， 將按照融入大電網(wǎng)，建設(shè)大基地的要求，力爭用10多年時間形成幾個上千萬千瓦級的風電基地，風電總裝機容量的目標從原規(guī)劃的2020年達到3000萬千瓦已經(jīng)至如今的1億千瓦。這些領(lǐng)域的政策調(diào)整將使一部分儀器儀表行業(yè)傳統(tǒng)的市場需求有所減少，提醒各方對市場的重新認知和定位。 　　儀器儀表行業(yè)未來的發(fā)展方向 　　《2015-2020年中國儀器儀表用零件行業(yè)發(fā)展分析及投資潛力研究報告》顯示，就2015年市場交易份額來看，儀表行業(yè)細分產(chǎn)品比重較大的仍然是專用儀表，主要集中在實驗儀表和分析儀表。就分析儀表來看，目前需求量不僅在日常生活方面、工業(yè)方面也獲得了增長，需求量大造就了其2016年發(fā)展較為穩(wěn)定，仍然是整個行業(yè)穩(wěn)定的市場。而近幾年由于實驗和分析方面的應(yīng)用也開始日益增大，尤其是在實驗過程中計量儀表領(lǐng)域，有著充足的發(fā)展空間。2015年霧霾的影響也造就了環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表的市場增大，環(huán)境保護問題也成為了2016年主要針對問題之一。上市企業(yè)類似于金卡股份、川儀股份，在其原有主營燃氣表、水表業(yè)務(wù)同時也轉(zhuǎn)型拓展環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)。 　　如今約1/3高端儀器仍依賴于進口；另有1/3儀器的國產(chǎn)品與進口品的水平已完全相當。提高行業(yè)整體競爭力，繼續(xù)縮短我國儀器技術(shù)與國外先進技術(shù)水平的差距需要政府的統(tǒng)籌與扶持。 　　政府統(tǒng)籌規(guī)劃。國產(chǎn)科學(xué)儀器由政府部門歸口管理，統(tǒng)籌制訂規(guī)劃，支持以骨干企業(yè)為龍頭，以產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合，建立 級技術(shù)中心，重點解決制造工藝、關(guān)鍵零部件、精密加工、軟件開發(fā)、行業(yè)標準等主要問題，現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)水平和應(yīng)用能力。 　　相關(guān)政策扶持。根據(jù)實際需要鼓勵應(yīng)用國產(chǎn)儀器，建立首臺示范項目。探索內(nèi)外資企業(yè)聯(lián)合投標，國產(chǎn)儀器與外資技術(shù)配套等方式達到“市場換技術(shù)”的效果。相關(guān)政府部門應(yīng)給國產(chǎn)檢測儀器足夠的話語權(quán)，提供推介、展示的平臺。 　　隨著政策的東風，國產(chǎn)儀器的發(fā)展勢必更加迅速、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來，相信這種夾縫中發(fā)展的荊棘之路將成為國產(chǎn)儀器騰飛的動力。 　　(原標題：工業(yè)4.0戰(zhàn)略為儀器儀表行業(yè)展現(xiàn)發(fā)展新藍圖 )

　　選擇溫度傳感產(chǎn)品也許看似小事一樁，但由于可用的產(chǎn)品多種多樣，因此這項任務(wù)可能令人頗感畏懼。在這篇文章中，筆者將介紹四種類型的溫度傳感器(電阻式溫度檢測器 (RTD)、熱電偶、熱敏電阻器以及具有數(shù)字和模擬接口的集成電路 (IC) 傳感器)并討論每種傳感器的優(yōu)點與缺點。 　　本文引用地址： 　　從系統(tǒng)級的立足點來看，溫度傳感器是否適合您的應(yīng)用將取決于所需的溫度范圍、準確度、線性度、解決方案成本、功能、功耗、解決方案尺寸、安裝法(表面貼裝法與通孔插裝法以及電路板外安裝法)還有必要支持電路的易設(shè)計程度。 　　RTD 　　當一邊測量RTD的電阻一邊改變它的溫度時，響應(yīng)幾乎是線性的，表現(xiàn)得像一個電阻器。如圖1所示，該RTD的電阻曲線并非完全呈線性，而是有幾度的偏差(示出了一條用作參考的直線)—— 但卻是高度可預(yù)測并可復(fù)驗的。為了對這種輕微的非線性進行補償，大多數(shù)設(shè)計人員都會對測得的電阻值進行數(shù)字化處理，并使用微控制器內(nèi)的查找表以便應(yīng)用校正因子。這種寬溫度范圍(大約-250℃至+750℃)內(nèi)的可復(fù)驗性和穩(wěn)定性使RTD在高精度應(yīng)用(包括在管道和大容器內(nèi)測量液體或氣體的溫度)中極為有用。 　　圖1：RTD的電阻與溫度 　　用來處理RTD模擬信號的電路的復(fù)雜度基本上根據(jù)應(yīng)用而變化。放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等組件(這些組件會產(chǎn)生它們自己的誤差)是不可或缺的。只有當測量必要時才給傳感器供電 —— 通過該方法您也可實現(xiàn)低功耗運行，但這會使該電路復(fù)雜得多。而且，使傳感器通電所需的功率還會提高其內(nèi)部的溫度，從而影響測量準確度。僅僅幾毫安的電流，這種自加熱效應(yīng)就會產(chǎn)生溫度誤差(這些誤差是可糾正的，但需要進一步的斟酌考量)。另外，請謹記：線繞式鉑RTD或薄膜RTD的成本可能相當高，尤其當與IC傳感器的成本進行比較時。 　　熱敏電阻器 　　熱敏電阻器是另一種類型的電阻式傳感器。有多種多樣可用的熱敏電阻器，從物美價廉的產(chǎn)品到高精度產(chǎn)品，不一而足。低成本、低精度的熱敏電阻器可執(zhí)行簡單的測量或閾值檢測功能 —— 這類電阻器需多個組件(如比較器、參考和分立式電阻器)，但非常便宜，并具有非線性的電阻-溫度屬性，如圖2所示。如果您需要測量寬范圍的溫度，您將需進行大量的線性化處理工作。對幾個溫度點進行校準可能是必要的。為實現(xiàn)更高的精度，可用更昂貴且公差更緊的熱敏電阻陣列來幫助解決這種非線性難題，但這種陣列通常比單個熱敏電阻器靈敏度低。 　　圖2：熱敏電阻器的電阻與溫度 　　因為多跳變點系統(tǒng)增加了復(fù)雜度和成本，所以低成本熱敏電阻器一般僅用于具有少功能要求的應(yīng)用，包括烤面包器、咖啡機、電冰箱和吹風機。此外，熱敏電阻器還會遭受自加熱問題的困擾(通常在較高溫度下，此時它們的電阻較低)。和RTD的情況一樣，尚未發(fā)現(xiàn)不能在低電源電壓下使用熱敏電阻器的根本原因 —— 但請記住，滿量程輸出越低，它根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)特性直接轉(zhuǎn)化成的系統(tǒng)靈敏度越低。小功率應(yīng)用還需要提高電路復(fù)雜度，以便能對噪聲引起的誤差非常敏感。熱敏電阻器可在-100°C至+500°C的溫度范圍內(nèi)運行，雖然大多數(shù)熱敏電阻器的額定 工作溫度范圍是+100°C至+150°C。 　　熱電偶 　　熱電偶包括由不同材料制成的兩根電線的接點。例如，J型熱電偶是由鐵和康銅制成的。如圖3所示，接點1位于待測量的溫度處，而接點2和接點3則被置于用LM35模擬溫度傳感器測定的不同溫度處。輸出電壓與這兩個溫度值的差大致成比例。 　　圖3：將LM35用于熱電偶冷接點補償 　　因為熱電偶的靈敏度相當?shù)?在每攝氏度幾十微伏的量級上)，所以您將需要低偏移放大器來產(chǎn)生可用的輸出電壓。在熱電偶的工作范圍內(nèi)，溫度至電壓傳遞函數(shù)中的非線性往往需要補償電路或查找表，正如RTD和熱電偶一樣。然而，盡管有這些缺點，熱電偶仍非常流行，尤其適用于烤箱、水加熱器、窯爐、測試設(shè)備和其它工業(yè)處理 —— 原因是熱電偶的熱質(zhì)量很低且工作溫度范圍(工作溫度可擴展至2300℃以上)很寬泛。 　　IC傳感器 　　IC傳感器可在-55°C至+150°C的溫度范圍內(nèi)工作 —— 精選的幾種IC傳感器工作溫度可高達+200°C。有各種類型的集成式IC傳感器，不過四種常見的集成式IC傳感器當屬模擬輸出器件、數(shù)字接口器件、遠程溫度傳感器以及那些具有溫控器功能的集成式IC傳感器(溫度開關(guān))。模擬輸出器件(一般是電壓輸出，但有些也具有電流輸出)在其需要ADC來對輸出信號進行數(shù)字化處理時像無源解決方案。數(shù)字接口器件常使用兩線接口(I2C或PMBus)，并具有內(nèi)置的ADC。 　　除了也包括一個局部溫度傳感器外，遠程溫度傳感器還具有一路或多路輸入以便監(jiān)測遠程二極管溫度 —— 它們常被置于高度集成的數(shù)字IC(例如，處理器或現(xiàn)場可編程門陣列【FPGA】)中。當達到溫度閾值時，溫控器可提供簡單的警報。 　　使用IC傳感器有許多好處，包括：功耗低;可提供小型封裝產(chǎn)品(有些尺寸小到0.8mm×0.8mm);還可在某些應(yīng)用中實現(xiàn)低器件成本。此外，由于IC傳感器在生產(chǎn)測試過程中都經(jīng)過校準，因此沒有必要進一步校準。它們通常用于健身跟蹤應(yīng)用、可佩戴式產(chǎn)品、計算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄器和汽車應(yīng)用。 　　經(jīng)驗豐富的電路板設(shè)計人員將根據(jù)終產(chǎn)品要求來使用合適的解決方案。表1展示了每種溫度傳感器的相對優(yōu)勢/劣勢。 　　表1：RTD、熱敏電阻器、熱電偶和IC傳感器的相對優(yōu)勢與劣勢