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关于电工仪表节能设计及智能化发展的探讨

【摘要】本文分析了我国仪器仪表技术目前进展状况和差距，着重论述了有关电能量测量、电能质量测量分析等技术进展及其在节能减排工作中的作用，提出了对于智能仪表技术及其应用将来进展方向的建议。

【关键词】电工；仪器仪表；节能设计；智能化进展；探讨

近年来，随着世界各国对能源和环境问题的高度重视，特殊是我国提出建立“资源节省型、环境友好型”社会，明确节能减排的要求，更加需要讨论高效利用能源、节省能源的技术方法和措施。要实现这些目的，就必需对能源的主要组成局部——电力能源进展准确的测量、细致的分析，并提出相应有效的治理方法。电工仪器仪表技术领域重点讨论开发电力系统及工业自动化测控系统的电磁参量测量，技术方法、仪器仪表和测试系统。为了到达节能减排的目的，在电工仪器仪表的设计阶段，就应充分考虑其节能特性；另外，节省电能和掌握电能质量是节能减排的一个重要方面，而在电力系统中，电能的损耗主要是由无功功率引起，电能质量则主要取决于谐波的含量，因此开发谐波抑制和无功补偿装置对于节能减排具有重要意义。总之，在节能减排的工作中，电工仪器仪表正在发挥着特别重要的作用。在风能、太阳能等可再生资源的利用中，风力发电和光伏发电的工业化和并网严密依靠着电工仪器仪表和测控技术。

1我国仪器仪表技术目前进展状况和差距

1.1我国仪器仪表技术目前进展状况

我国仪器仪表行业整体呈高速、平稳进展势态，行业呈现以下特征：

（1）我国的仪器仪表需求量日益加大，成为进展最快的国家之一。目前我国生产的局部产品已经占到全世界的非常之一；

（2）并购重组速度加快。经过几年的进展和市场竞争，电工仪器仪表生产企业的生产集中度、集约化、规模化得到进一步提高，并形成了以少数电能表企业为龙头引领整个行业进展的局面。

（3）国际标准制定到达世界水平。国内多家企业、科研院所参加研制的具有自主学问产权技术的EPA正式纳入现场总线国际标准，标志着我国在现场总线领域拥有了国际认可的自主核心技术；

（4）先进自控系统、检测仪表、高端科学仪器等在研发及应用方面不断取得突破性进展。如上海维思仪器仪表有限公司研制的多声道超声波流量计，填补了我国高压气体超声流量计的空白，具有自主学问产权。

1.2我国仪器仪表技术与国际水平的差距

（1）我国仪器仪表行业与兴旺国家相比有10～15年的差距。我国企业生产的产品根本能够满意科研、生产和社会各个方面的一般性需求，但是高端需要主要依靠进口；

（2）产品牢靠性差。现代工业仪器仪表的总体特征是高牢靠性、高性能、高适用性，我国企业的大局部产品与国外产品的差距也正在这些方面。

（3）数字化、智能化、集成化水平低。我国产品一般常规品种居多，智能型产品刚刚起步。

（4）新技术应用不够。国际上目前普遍采纳电子设计自动化（EDA）、计算机帮助制造（CAM）、计算机帮助测试（CAT）等技术。而在我国这些技术尚不能得到充分利用；

（5）创新力量缺乏。目前我国的先进仪器仪表绝大多数依靠进口，但国外最先进的仪器仪表一般都在试验室里自行研制，市场上无法买到。我国要进展第一流的科技创新活动不能只依靠进口仪器仪表，必需从现在就开展研制最先进的仪器仪表的活动。

（6）环境在线监测市场有待开拓。目前，我国环境监测仪器多是中小企业生产的中低档产品，技术水平一般，产品种类少，故障率高，使用寿命短。

2电工仪器仪表的节能设计

电工仪器仪表设计中，应综合考虑产品的构造、功能、工艺，充分利用新技术、新理论、新器件、新电路、新材料，使产品在使用过程中消耗能量最少。电工仪器仪表的节能设计应遵循以下原则。

2.1选用低功耗传感器

近年来，传感器进展速度特别快，新型低功耗传感器不断问世。仪器仪表在选用传感器敏感元件时，应选择性能、价格符合设计使用要求的低功耗、微功耗传感器。

2.2简化仪器功能

多功能势必增加仪器硬、软件的简单性，降低产品的牢靠性，增加电流消耗。仪器设计不能片面追求多功能模式。在满意仪器必要功能的根底上，简化硬件电路设计，尽量利用软件实现仪器的功能，是降低仪器功耗的有效方法。

2.3设计低功耗电路，采纳低功耗器件

这是降低仪器功耗的主要设计原则。仪器的模拟放大电路可采纳低（微）功耗运算放大器；数字电路可采纳CMOS器件，并采纳可编程器件FPGA实现数