文章通過對比數顯表和動圈儀表功能特點，從不同數顯表廠家產品的外形結構、輸入功能、控制功能及通信功能等方面介紹數顯表當前的發(fā)展及進步。

數顯表近年來發(fā)展很快，它目前已經全面取代了以前由動圈式顯示儀所占據的顯示儀表市場，并在電動單元組合儀表、數據采集系統(tǒng)中大量部分應用。目前全國已有數百家生產數顯表的工廠，市場占有率高的工廠年產量達到數十萬臺。

與動圈式儀表相比，數顯表有以下特點：
1、精度高
動圈式儀表僅1.0%，而數顯表部分產品為0.2%，通常為0.5%，少數已達0.1%；
2、分辨率高，讀數直觀，顯示清晰，無視差；
3、抗震性好，安裝角度不受限制；
輸入阻抗高，如配熱電偶或mV型信號的輸入阻抗可達MΩ級，而動圈式儀表外接電阻僅5Ω、15Ω，補償導線的允許長度通常只有幾十米；
4、采用國際通用電源
數顯表電源可選交流、直流兩種供電方式，即220VAC/220VDC、24VDC。由于開關電源的普遍采用，不少數顯表適應交流電源的變化范圍可達85-265VAC，50/60Hz；
5、輔助功能多
以往的動圈式儀表通常只帶上下限報警和單參數PID調節(jié)功能，而目前的數顯表擁有種類繁多的輔助功能，如可向二線制變送器提供24VDC工作電源的配電功能、檢測參數的標準信號變送輸出功能、四限(上上限、上限、下限、下下限)報警功能、報警接點延時功能、萬能輸入功能、萬能輸出功能、多種外形尺寸選擇功能、運算功能(如開方、乘除、累積運算)、復雜回路PID調節(jié)功能、數據通信功能等等。

正因為有以上特點，再加上數顯表價格不高，像昌暉儀表、虹潤儀表、宇電儀表、上潤儀表、金立石儀表、安東儀表、東輝儀表等名牌產品的質量穩(wěn)定，已贏得用戶的信任。其應用范圍不斷擴大，從單純的數字顯示儀發(fā)展到替代部分單元組合儀表，構成數據采集系統(tǒng)等等。本文將從外形及結構、輸入功能、控制功能及通信功能幾方面介紹數顯表當前的發(fā)展及進步。

1、外形及結構
以往動圈式儀表的外形尺寸只有按中國標準規(guī)定的橫式（160×80mm）或豎式（80×160mm）兩種，現在已經發(fā)展到到橫式、豎式及方形三大類，而且有符合IEC國際標準的幾種外形尺寸，如橫式96×48mm，豎式48×96mm，方形96×96mm、72×72mm、48×48mm。其深度尺寸也大大減少。

數顯表外殼已普遍采用硬塑料制成，國際通用的卡入式結構已取代老式的緊固螺栓、緊固條固定結構，在儀表盤上安裝固定只需將機身往儀表盤安裝孔內一推，儀表兩側的塑料彈性卡即可緊緊將儀表固定在盤上。接線端子排與儀表芯體的連接有的已采用類似插接件的插拔式（如昌暉儀表、虹潤儀表等），當校驗及檢查儀表時可直接拔出芯體而不必拆掉接線。為了防止灰塵、水分及有害氣體的侵蝕，線路板上往往涂有三防漆，如昌暉儀表制造有限公司在線路板上涂有美國LOCTITE保護膜。

2、輸入功能
作為數顯表的輸入信號來說，按信號類別、分度號及量程選擇輸入信號的方式早已過時，目前有兩種新的方式選擇輸入信號：
①按信號類別選擇輸入方式
這是目前應用最多的一種方式，通常按熱電偶、熱電阻、標準信號（有的產品又細分為0-10mA 、0-20mA、4-20mA、0-5V、1-5V）、霍爾變送器、遠傳壓力表等大類選擇輸入信號，而實際應用時再輸入分度號、量程范圍等具體要求。這種選擇方式較老式儀表可減少儀表種類及備用表數量，每一塊表也可以在一定的范圍內修改分度號及量程。

②萬能輸入方式
這是目前發(fā)展最快的一種輸入信號選擇方式，最早見于1994年廈門宇電推出的AI系列智能數字顯示儀，這種儀表支持熱電偶、熱電阻、電壓、標準電流等多種輸入信號。具體包括以下輸入信號：分度號為K、S、E、J、T、B、N 共7種熱電偶；Pt100 、Cu50  2種熱電阻；0-20mV、0-60mV、0-100mV、0.2-1V、0-1V、0-5V、1-5V、-20-20mV、-100-100mV、-5-5V共10種電壓；0-10mA、 0-20mA、 4-20mA共3種標準電流(需外接分流電阻)、0-80Ω、0-400Ω共2種電阻輸入信號。與此同時，還允許用戶提供一種如EA1、BA1、BA2、G 等特殊規(guī)格的分度號或需開方的輸入信號要求。用戶使用時只需將不同類別信號接入不同的輸入端子并在組態(tài)時輸入相應的分度號代號及量程即可。目前絕大多數數顯表生產廠都能提供這種產品。

這種輸入方式使數字顯示儀就輸入信號來說只有一種選型，設計、安裝、維護都很方便，也不再擔心因設計、安裝、訂貨等環(huán)節(jié)中哪一個出錯(如信號類型錯誤、分度號錯誤、量程錯誤)而導致到貨儀表不能使用。所使用的儀表單一，備用表的數量也大大減少。

由于選擇萬能輸入儀表要增加幾十元的費用，而指定輸入類型的數字顯示儀的精度可能更高，所以當一個工廠如選用數量較多的數顯表時，宜全部選用選擇帶萬能輸入的數顯表。這一方面達到減少備用儀表、節(jié)省投資的目的，另一方面又具有帶萬能輸入的數字顯示儀靈活方便的特點。

3、控制功能
數顯表采用先進的微處理器技術，其控制功能遠遠超過動圈式儀表，具體反映在以下幾個方面：
①先進PID算法
如模糊控制等已為昌暉儀表、萬訊自控、安東電子、廈門宇電、虹潤儀表等所采用，如抗積分飽和、抑制超調的功能已為廈門宇電、昌暉儀表、虹潤儀表等所采用。

②PID參數采用數字設定，設定精確，參數設定范圍大，采用了PID 參數自整定技術，可根據回路特性自動尋找過程最佳PID 參數
數顯表的輸出信號除兩位或多位調節(jié)采用接點輸出功能外，常見的有以下輸出信號：0-10mA、4-20mA、0-20mA、0-5V、0-10V、1-5V輸出；繼電器時間比例輸出；固態(tài)繼電器脈沖時間比例輸出；單相可控硅過零觸發(fā)輸出；三相可控硅過零觸發(fā)輸出；單相可控硅移相觸發(fā)輸出；三相可控硅移相觸發(fā)輸出；位置比例輸出(可使用兩組繼電器開關分別控制閥門電機正反轉，并可省去伺服放大器)。

③部分數顯表帶程序設定功能，如64段可編程序調節(jié)器；部分產品帶外給定輸入，如外給定調節(jié)器，可通過外給定與外部調節(jié)器構成串級或比值調節(jié)回路。部分產品帶閥位反饋輸入，如閥位控制調節(jié)器，它接受閥位反饋輸入，不用伺服放大器而由開關量直接控制電機正反轉，因此可由用戶自行構成單回路控制、雙回路控制、遠程給定控制、串級控制、比值控制、前饋控制、三沖量控制等多種復雜控制回路。

4、通信功能
比較多的數顯表可帶RS232、RS422、RS485通信口，與上位計算機構成數據采集系統(tǒng) 。選用RS232時，僅能與上位計算機1對1通信；選用RS422時，可與上位計算機10對1通信；選用RS485時，可與上位計算機64對1通信。福建宇光電子技術研究所的產品可通過RS485口與上位計算機64對1通信。帶上通訊口的數顯表可以很方便的與Fix、SNALL、組態(tài)王等工控軟件通訊。

這種類型的數據采集系統(tǒng)在下層由數顯表獨立完成監(jiān)視、控制、報警等功能，上層由計算機完成集中監(jiān)視、操作、遠程設定等功能，因此系統(tǒng)的可靠性很好。而對每個采集點來說，最低數據采集成本約在500元左右，這對于監(jiān)測點較少(數十點至百余點)的系統(tǒng)無疑是一種較好的選擇。

綜上所述，國產數顯表在諸多方面取得巨大的進步(可參閱0.2%精度高性能YR-GF系列智能儀表介紹)，再加上外觀改進，穩(wěn)定性提高，幾乎獨占了國內數顯表市場。當眾多國外儀表長驅直入中國儀器儀表市場時，數顯表發(fā)展良好的態(tài)勢不能不令人感到欣慰。我們也期待國產數顯表進一步開發(fā)新的功能，不斷改進產品外觀和提高內在質量，在繼續(xù)占領國內市場的同時，力爭大批量的打入國際儀表市場。
作者簡介：方原柏，湖北黃岡人，昆明儀器儀表學會理事長，昆明有色冶金設計研究院教授級高級工程師，冶金自動化、衡器、自動化信息、儀器儀表用戶、自動化與儀器儀表等雜志編委、中國衡器協(xié)會技術專家委員會顧問。發(fā)表論文270余篇，由冶金工業(yè)出版社出版“電子皮帶秤的原理及應用”、“電子皮帶秤”、“流程行業(yè)無線通信技術及應用”三本專著，參與主編國家標準“有色金屬冶煉廠自控設計規(guī)范”。