專利名稱：一種風(fēng)向傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)向傳感器，具體地說，是涉及一種基于電磁感應(yīng)原 理進(jìn)行編碼的無觸點式風(fēng)向傳感器，屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)向傳感器是用來測量大氣風(fēng)向的一種傳感器，它主要應(yīng)用于公路、機(jī)場、 碼頭和船舶的氣象觀測，為交通運輸提供準(zhǔn)確、可靠的氣象信息，這些信息將 幫助相關(guān)人員確定最優(yōu)的工作方案，從而保證人員和交通工具的安全。
風(fēng)向傳感器一般包括風(fēng)向標(biāo)、傳動部件及風(fēng)向編碼器，目前，公知的風(fēng)向 傳感器的風(fēng)向編碼方式分為無觸點式和有觸點式兩種。
無觸點式風(fēng)向傳感器編碼多為基于光電原理的格雷碼形式，此類風(fēng)向傳感 器的風(fēng)向編碼器由發(fā)光管、光敏管和碼盤組成，碼盤設(shè)置在發(fā)光管和光敏管之 間，并固定在風(fēng)向傳感器風(fēng)標(biāo)的傳動部件上，能夠隨風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)動而相對于發(fā)光管 和光敏管轉(zhuǎn)動。傳感器工作時，發(fā)光管產(chǎn)生光源，碼盤上的柵格因為轉(zhuǎn)動角度
的不同而產(chǎn)生透光和遮光的作用。透光時，對應(yīng)位置的光^:管輸出高電平；遮
光時，對應(yīng)位置的光敏管輸出低電平。通過對光敏管輸出的高低電平進(jìn)行組合 編碼，傳感器便能夠輸出一個即時的風(fēng)向角。為使傳感器能夠正常有效地工作， 加工和裝配時必須使發(fā)光管、光敏管和相對轉(zhuǎn)動的碼盤上的柵格保持嚴(yán)格同軸， 所以這種結(jié)構(gòu)的傳感器加工精度要求極高，其加工成本較高。此外，由于發(fā)光 管及光壽文管需要連接電源線及信號線，所以必須有線纜穿過傳感器的轉(zhuǎn)動部件 處，從而導(dǎo)致傳感器的可靠性降低。
觸點式風(fēng)向傳感器多使用滑動電阻式，所采用的滑動電阻是一個非閉合的圓周結(jié)構(gòu)?；瑒与娮璧挠|點固定在風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)動部件上，隨風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)動而在 電阻上滑動。風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角不同，測量電路所測得的電阻值不同，從而可得到 即時風(fēng)向值。觸點式風(fēng)向傳感器因為觸點問題相對無觸點式傳感器壽命較短，
可靠性較差，并且其測量范圍無法達(dá)到360度全圓周。這類傳感器也存在因轉(zhuǎn) 動部件處需要固定電源線及信號線而導(dǎo)致傳感器可靠性降低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
風(fēng)向傳感器，所述傳感器基于電磁感應(yīng)原理，能夠降低傳感器的加工精度，而 且提高了傳感器的可靠性。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下^^支術(shù)方案予以實現(xiàn)
一種風(fēng)向傳感器，包括風(fēng)向標(biāo)、傳動部件、風(fēng)向編碼器及基座，其特征在 于，所述風(fēng)向編碼器包括轉(zhuǎn)動盤及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動盤外側(cè)的定位盤，所述轉(zhuǎn)動 盤與所述傳動部件相連，隨傳動部件的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，所述定位盤固定在所述基 座上；所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上設(shè)置有至少兩層石茲鋼體層，所述磁鋼體層上下垂直 排列，每層包括有若干個磁鋼體；在所述定位盤的內(nèi)圓周上、與所述磁鋼體層 相對應(yīng)的位置處設(shè)置有感應(yīng)元件層，所述感應(yīng)元件層包括有若干個感應(yīng)元件， 所述感應(yīng)元件輸出端連接有測量電路；每層石茲鋼體層及與其對應(yīng)的感應(yīng)元件層 構(gòu)成風(fēng)向傳感器的編碼盤。
優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動盤外邊沿設(shè)置有三層石茲鋼體層，在所述定位盤的內(nèi)邊沿 上、與所述每層磁鋼體層相對應(yīng)的位置處設(shè)置有感應(yīng)元件層，所述磁鋼體層和 所述感應(yīng)元件層構(gòu)成三層編碼盤，所述三層編碼盤上下垂直排列。
根據(jù)本實用新型，當(dāng)所述編碼盤為三層時，在第一層編碼盤中，第一層》茲 鋼體層包括8個磁鋼體，所述8個f茲鋼體在所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上從所述風(fēng)向標(biāo) 的轉(zhuǎn)角零度位置開始每隔45°設(shè)置一個，且每個^f茲鋼體的長度與感應(yīng)元件的長 度相適應(yīng)；第一層感應(yīng)元件層包括8個感應(yīng)元件，所述8個感應(yīng)元件在所述定位盤內(nèi)圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開始每隔5°設(shè)置一個；
在第二層編碼盤中，第二層^茲鋼體層包括2個;茲鋼體，所述2個;茲鋼體在
所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開始每隔180。設(shè)置一個，
且每個磁鋼體長度為所述轉(zhuǎn)動盤圓周長度的1/8;第二層感應(yīng)元件層包括4個
感應(yīng)元件，所述4個感應(yīng)元件在所述定位盤內(nèi)圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度
位置開始每隔45°設(shè)置一個；
在第三層編碼盤中，第三層-茲鋼體層包括l個磁鋼體，所述f茲鋼體設(shè)置在
所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上的風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置，且其長度為所述轉(zhuǎn)動盤圓周長
度的I/2;第三層感應(yīng)元件層包括1個感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件設(shè)置在所述定
位盤上的風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置。
根據(jù)本實用新型，具有上述三層編碼盤的風(fēng)向傳感器的分辨率為5° 。 根據(jù)本實用新型，所述測量電路包括若干個編碼芯片，所述編碼芯片的輸
入端連接所述感應(yīng)元件的輸出端，所述編碼芯片的輸出端輸出與風(fēng)向——對應(yīng)
的二進(jìn)制編碼。
才艮據(jù)本實用新型，所述感應(yīng)元件為霍爾開關(guān)元件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是
1、 風(fēng)向傳感器基于電磁感應(yīng)原理進(jìn)行編碼，結(jié)構(gòu)簡單。轉(zhuǎn)動部件及轉(zhuǎn)動盤 上沒有任何電路，也沒有需要供電的元件，因此不需要引出信號線及電源線， 提高了傳感器的可靠性。
2、 風(fēng)向編碼器中對磁鋼體及感應(yīng)元件的相對位置精度要求較低，對電磁元 件安裝位置的加工及安裝沒有太高的同軸度精度要求，因此結(jié)構(gòu)簡單，加工精 度要求較低，降低傳感器的加工成本和造價。
3、 用來編碼的感應(yīng)元件和磁鋼體按圓周方向及垂直方向分布，無橫向分布， 能夠縮小傳感器尺寸，減小傳感器體積，應(yīng)用更加方便。

圖1為本實用新型風(fēng)向傳感器一個實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中風(fēng)向編碼器三層編碼盤垂直分布的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中第一層編碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖2中第二層編碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖2中第三層編碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖1中風(fēng)向編碼器的編碼原理框圖。
務(wù)體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1為本實用新型風(fēng)向傳感器一個實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖，所述風(fēng)向傳 感器包括風(fēng)向標(biāo)l、傳動部件2、風(fēng)向編碼器3及基座4。所述風(fēng)向傳感器在使 用時，大氣流動能夠使風(fēng)向標(biāo)1指向來風(fēng)方向，風(fēng)向標(biāo)1的轉(zhuǎn)動帶動傳動部件 2,傳動部件3使風(fēng)向編碼器3的編碼發(fā)生改變，而風(fēng)向編碼器3的編碼唯一地 確定了風(fēng)向角，從而給出風(fēng)向信息。
圖2為圖1中風(fēng)向編碼器3的結(jié)構(gòu)示意圖。所述風(fēng)向編碼器包括圓柱體轉(zhuǎn) 動盤301及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動盤301外側(cè)的圓桶式定位盤302，所述轉(zhuǎn)動盤301 與所述傳動部件2相連，能夠隨傳動部件的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動；所述定位盤〗02固定 在所述基座4上，定位不動，其0°編碼位置與所述風(fēng)向標(biāo)1的轉(zhuǎn)角零度位置 重合。所述轉(zhuǎn)動盤301外圓周上設(shè)置有三層磁鋼體層，每層包括有若干個磁鋼 體；在所述定位盤302的內(nèi)圓周上、與所述磁鋼體層相對應(yīng)的位置處設(shè)置有感 應(yīng)元件層，所述感應(yīng)元件層包括有若干個霍爾開關(guān)元件。每層磁鋼體層及與其 對應(yīng)的感應(yīng)元件層構(gòu)成了風(fēng)向傳感器的編碼盤，如圖2中虛線所示。所述編碼 盤共有三層，三層編碼盤垂直排列，自上而下分別為第一層編碼盤3100、第二 層編碼盤3200及第三層編碼盤3300。
圖3、圖4及圖5分別示出了第一層編碼盤3100、第二層編碼盤3200及第 三層編碼盤3300的結(jié)構(gòu)。圖3所示為第一層編碼盤3100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，第一層編碼盤包 括i殳置在所述轉(zhuǎn)動盤301外圓周上的、由8個f茲鋼體3111 3118組成的第一層 不茲鋼體層，以及設(shè)置在所述定位盤302內(nèi)圓周上、由8個霍爾開關(guān)元件 3121 3128構(gòu)成的第一層感應(yīng)元件層。8個》茲鋼體3111~3118長度與感應(yīng)元件 的長度相適應(yīng)，每隔45°設(shè)置一個，且磁鋼體3111設(shè)置在風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度 位置處。8個霍爾開關(guān)元件3121 3128從所述定位盤302的0°位置、也即風(fēng) 向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開始，按逆時針順序固定在所述定位盤302的內(nèi)圓周上， 每隔5°設(shè)置一個。這樣，風(fēng)向標(biāo)1每轉(zhuǎn)動5° ,帶動轉(zhuǎn)動盤302轉(zhuǎn)動5° ,使 得f茲鋼體3111 3118中有一個與霍爾開關(guān)元件3121 3128中的一個對準(zhǔn)。此時， 被對準(zhǔn)的霍爾開關(guān)元件會輸出一個高電平，其余7個霍爾開關(guān)元件均輸出低電 平，通過對霍爾開關(guān)元件輸出的高低電平進(jìn)行編碼，能夠在45°范圍內(nèi)實現(xiàn)5 °的風(fēng)向角分辨率。例外的是，在風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動40。時，沒有霍爾開關(guān)元件與磁 鋼體相對應(yīng)，所述霍爾開關(guān)元件均輸出低電平，但結(jié)合第二層編碼盤及第三層 編碼盤的霍爾元件輸出，仍然能夠唯一確定風(fēng)向角。
圖4所示為第二層編碼盤3200的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，第二層編碼盤包括:設(shè) 置在所述轉(zhuǎn)動盤301外圓周上的、由兩個f茲鋼體3211和3212組成的第二層不茲 鋼體層，以及設(shè)置在所述定位盤302內(nèi)圓周上、由4個霍爾開關(guān)元件3221 3224 組成的第二層感應(yīng)元件層。其中，f茲鋼體3211和3212長度為所述轉(zhuǎn)動盤301 圓周長度的1/8，也即45°圓弧結(jié)構(gòu)，且從風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)角零度位置開始、按逆時 針順序設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動盤301的外圓周上，每隔180°設(shè)置一個。4個霍爾開關(guān) 元件3221~3224從所述定位盤302的0°位置、也即風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開 始，按逆時針順序固定在所述定位盤302的內(nèi)圓周上，每隔45°設(shè)置一個。對 于第二層編碼盤3200，適當(dāng)調(diào)整^f茲鋼體3211或3212的位置，使得風(fēng)向標(biāo)1每 轉(zhuǎn)動45° ，有且只有一個^f茲鋼體3211或者3212與霍爾開關(guān)元件3221 3224中 的一個對準(zhǔn)。被對準(zhǔn)的霍爾開關(guān)元件將輸出一個高電平，其余的霍爾開關(guān)元件 均輸出低電平，通過對霍爾開關(guān)元件輸出的高低電平進(jìn)行編碼，能夠在180°范圍內(nèi)實現(xiàn)45。的風(fēng)向角分辨率。
圖5所示為第三層編碼盤3300的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，所述第三層編碼盤包 括1個設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動盤301外圓周上的磁鋼體3311以及設(shè)置在所述定位盤 302內(nèi)圓周上的霍爾開關(guān)元件3321 ,且所述霍爾開關(guān)元件3321設(shè)置在所述定位 盤302的0°位置、也即風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置。所述磁鋼體3311長度為所述 轉(zhuǎn)動盤圓周長度的1/2,也即180°圓弧結(jié)構(gòu)，且從風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)角零度位置開設(shè)、 按逆時針順序設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動盤301外圓周上。適當(dāng)調(diào)整所述》茲鋼體3311的位 置，使得風(fēng)向標(biāo)1按逆時針方向在0。至180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動時，所述》茲鋼體3311 對準(zhǔn)所述霍爾開關(guān)元件3321,使得所述霍爾開關(guān)元件3321輸出高電平；而當(dāng) 風(fēng)向標(biāo)1按順時針方向在0。至180°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動時，所述磁鋼體3311離開所 述霍爾開關(guān)元件3321，使得所述霍爾開關(guān)元件3321輸出低電平，從而在180 °范圍內(nèi)實現(xiàn)45。的風(fēng)向角分辨率。
圖6示出了上述風(fēng)向編碼器的編碼原理框圖。所述實施例采用兩個編碼芯 片組成測量電路,對三層編碼盤中的13個霍爾開關(guān)元件輸出的脈沖信號進(jìn)行編 碼。其中，第一層編碼盤中的8個霍爾開關(guān)元件3121~3128的輸出端連接編碼 芯片l的輸入端，第二層編碼盤中的4個霍爾開關(guān)元件3221 3224及第三層編 碼盤中的霍爾開關(guān)元件3321的輸出端分別連接編碼芯片2的輸入端，通過編碼 芯片1和編碼芯片2對13個霍爾開關(guān)元件的高低信號進(jìn)行編碼，并輸出與風(fēng)向 角——對應(yīng)的8位二進(jìn)制編碼，從而實現(xiàn)風(fēng)向傳感器在360°范圍內(nèi)5。的轉(zhuǎn)向 角分辨率。
下面舉例說明霍爾開關(guān)元件輸出狀態(tài)與風(fēng)向角的對應(yīng)關(guān)系。 當(dāng)風(fēng)向角為逆時針15。時，第三層編碼盤3300中的;茲鋼體3311離開霍爾 開關(guān)元件3321，霍爾開關(guān)元件3321輸出低電平0;第二層編碼盤3200中的磁 鋼體3211對準(zhǔn)霍爾開關(guān)元件3222,則在第二層編碼盤3200中只有霍爾開關(guān)元 件3222輸出高電平1，其余霍爾元件輸出低電平0;在第一層編碼盤3100中， 磁鋼體3111對準(zhǔn)霍爾開關(guān)元件3124，則該元件3124輸出高電平1，第一層編碼盤中的其余霍爾開關(guān)元件均輸出低電平0。通過編碼芯片對上述霍爾開關(guān)元
件的輸出電平信號進(jìn)行編碼，就能得到一個與15°風(fēng)向角相對應(yīng)的二進(jìn)制編 碼。
當(dāng)風(fēng)向角為逆時針260。時，第三層編碼盤3300中的》茲鋼體3311對準(zhǔn)霍 爾開關(guān)元件3321，霍爾開關(guān)元件3321輸出高電平1;第二層編碼盤3200中的 磁鋼體3212對準(zhǔn)霍爾開關(guān)元件3223,則在第二層編碼盤3200中只有霍爾開關(guān) 元件3223輸出高電平1，其余霍爾元件輸出低電平0;在第一層編碼盤3100 中，磁鋼體3117對準(zhǔn)霍爾開關(guān)元件3128,則該元件3128輸出高電平1,第一 層編碼盤中的其余霍爾開關(guān)元件均輸出低電平0。通過編碼芯片對上述霍爾開 關(guān)元件的輸出電平信號進(jìn)行編碼，就能得到一個與260°風(fēng)向角相對應(yīng)的二進(jìn) 制編;馬。
當(dāng)然，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式而已，應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可 以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種風(fēng)向傳感器，包括風(fēng)向標(biāo)、傳動部件、風(fēng)向編碼器及基座，其特征在于，所述風(fēng)向編碼器包括轉(zhuǎn)動盤及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動盤外側(cè)的定位盤，所述轉(zhuǎn)動盤與所述傳動部件相連，隨傳動部件的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，所述定位盤固定在所述基座上；所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上設(shè)置有至少兩層磁鋼體層，所述磁鋼體層上下垂直排列，每層包括有若干個磁鋼體；在所述定位盤的內(nèi)圓周上、與所述磁鋼體層相對應(yīng)的位置處設(shè)置有感應(yīng)元件層，所述感應(yīng)元件層包括有若干個感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件輸出端連接有測量電路；每層磁鋼體層及與其對應(yīng)的感應(yīng)元件層構(gòu)成風(fēng)向傳感器的編碼盤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動盤外邊沿 設(shè)置有三層磁鋼體層，在所述定位盤的內(nèi)邊沿上、與所述每層^茲鋼體層相對應(yīng) 的位置處設(shè)置有感應(yīng)元件層，所述》茲鋼體層和所述感應(yīng)元件層構(gòu)成三層編碼盤， 所述三層編碼盤上下垂直排列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于， 在第一層編碼盤中，第一層》茲鋼體層包括8個-茲鋼體，所述8個磁鋼體在所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開始每隔45。設(shè)置一個，且 每個磁鋼體的長度與感應(yīng)元件的長度相適應(yīng)；第一層感應(yīng)元件層包括8個感應(yīng) 元件，所述8個感應(yīng)元件在所述定位盤內(nèi)圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置 開始每隔5°設(shè)置一個；在第二層編碼盤中，第二層磁鋼體層包括2個f茲鋼體，所述2個磁鋼體在 所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置開始每隔180°設(shè)置一個， 且每個磁鋼體長度為所述轉(zhuǎn)動盤圓周長度的1/8;第二層感應(yīng)元件層包括4個 感應(yīng)元件，所述4個感應(yīng)元件在所述定位盤內(nèi)圓周上從所述風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度 位置開始每隔45°設(shè)置一個；在第三層編碼盤中，第三層磁鋼體層包括1個磁鋼體，所述磁鋼體設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上的風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置，且其長度為所述轉(zhuǎn)動盤圓周長度的1/2;第三層感應(yīng)元件層包括1個感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件設(shè)置在所述定 位盤上的風(fēng)向標(biāo)的轉(zhuǎn)角零度位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于，所述傳感器的分辨 率為5° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于，所述 測量電路包括若干個編碼芯片，所述編碼芯片的輸入端連接所述感應(yīng)元件的輸 出端，所述編碼芯片的輸出端輸出與風(fēng)向——對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)向傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)元件為霍 爾開關(guān)元件。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)向傳感器，包括風(fēng)向標(biāo)、傳動部件、風(fēng)向編碼器及基座；所述風(fēng)向編碼器包括轉(zhuǎn)動盤及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)動盤外側(cè)的定位盤，所述轉(zhuǎn)動盤與所述傳動部件相連，隨傳動部件的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，所述定位盤固定在所述基座上；所述轉(zhuǎn)動盤外圓周上設(shè)置有至少兩層磁鋼體層，所述磁鋼體層上下垂直排列，每層包括有若干個磁鋼體；在所述定位盤的內(nèi)圓周上、與所述磁鋼體層相對應(yīng)的位置處設(shè)置有感應(yīng)元件層，所述感應(yīng)元件層包括有若干個感應(yīng)元件，所述感應(yīng)元件輸出端連接有測量電路；每層磁鋼體層及與其對應(yīng)的感應(yīng)元件層構(gòu)成風(fēng)向傳感器的編碼盤。所述風(fēng)向傳感器基于電磁感應(yīng)原理，能夠降低傳感器的加工精度，提高傳感器的可靠性。
文檔編號G01P13/02GK201311431SQ20082022734
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者于宏波, 濤 劉, 初偉先, 漆隨平, 平 王 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所