分析儀器是用來測定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和某些物理特性的儀器。物質(zhì)分析包括定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析和某些物理特性的分析。
不同物質(zhì)在各種物理和化學(xué)性質(zhì)上都存在質(zhì)的和量的差異顏色、氣味、導(dǎo)熱系數(shù)、吸收光能的波長和磁性的不同等分析儀器正是利用這些特點來完成定性分析和結(jié)構(gòu)分析的。
不過大多數(shù)物質(zhì)在各種物理和化學(xué)特性上往往沒有質(zhì)的不同只有量的差異而且這種差異往往并不十分顯著。因此利用分析儀器來進(jìn)行定性分析首先必須充分地認(rèn)識待分析物質(zhì)以及與其共存的其他物質(zhì)的各種物理和化學(xué)特性以它們質(zhì)的不同或量的顯著差異作為選用或制造分析儀器的依據(jù)。
用分析儀器進(jìn)行定量分析是以物質(zhì)存在量與轉(zhuǎn)換成的某種物理量(如電量、熱量等)之間具有一定的函數(shù)關(guān)系為依據(jù)的。例如紅外分光光度計是根據(jù)待測物吸收特定波長的輻射能的不同將所吸收的輻射能轉(zhuǎn)換成熱能或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電量通過對電量的測量就可以確定待測物質(zhì)的存在量。
分析儀器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，有的用于生產(chǎn)過程分析有的用于環(huán)境監(jiān)測還有許多用于各個學(xué)科和企業(yè)部門的實驗室。為了適應(yīng)不同的需要分析儀器的結(jié)構(gòu)比較龐雜。現(xiàn)代許多分析儀器已配有微處理器或微型計算機其功能更為完備尤其是儀器本身的自動化程度大為提高。
分析儀器一般由取樣系統(tǒng)、樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、信號處理和顯示系統(tǒng)、條件補償系統(tǒng)、電源等幾部分組成。
取樣系統(tǒng)的任務(wù)是將一定量的、能真實代表待分析對象的樣品取出，拉力試驗機并送入各個測量環(huán)節(jié)。取樣系統(tǒng)可包括：能耐各種介質(zhì)腐蝕、高溫、高壓、低溫和低壓等各種條件的取樣管、取樣器；抽吸或增壓、減壓裝置；以及除去有害或?qū)Ψ治鲇懈蓴_的雜質(zhì)的一系列過濾器和反應(yīng)器等。
樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)對取得的樣品流進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硎蛊鋲毫�、溫度和流量等參�?shù)符合分離系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的要求。因此它可能包括壓力、溫度和流量等參數(shù)的比較簡易的調(diào)節(jié)裝置。
在大型分析儀器或各種譜儀中為了實現(xiàn)多組分分析或樣品的全分析往往都采取先分離后檢測的辦法即利用物理或化學(xué)主法分離，分析樣品中的各種組分。例如色譜儀中的色譜柱、質(zhì)譜儀中的質(zhì)量分析器等就是最典型的分離系統(tǒng)。
檢測系統(tǒng)是分析儀器的核心它將各種成分量、結(jié)構(gòu)量和物性量轉(zhuǎn)換成易于測量的各種電量(如電阻、電容、電流、電壓和頻率等)。在分析儀器中上述各種量往往不能直接轉(zhuǎn)換成易于測量的電量一般須經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換如先轉(zhuǎn)換成溫度、壓力或光通量等而后再轉(zhuǎn)換為電量。由成分量或結(jié)構(gòu)量的變化所引起的轉(zhuǎn)換量的變化十分微小如轉(zhuǎn)換為溫度時可低達(dá)十萬分之一攝氏度的變化量并精確定量。因此分析儀器的檢測器結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜對工藝、材料的要求也較高。
信號處理和顯示系統(tǒng)的任務(wù)是將檢測器的輸出信號加以處理、顯示。分析儀器往往對被測對象的介質(zhì)條件和環(huán)境條件如環(huán)境氣氛、溫度、壓力和電源參數(shù)等十分敏感。為了保證精確度對這些條件都有較高的要求。為了降低這些要求在儀器內(nèi)部往往設(shè)計有對各種條件波動進(jìn)行補償?shù)难b置以消除或降低條件波動對測量造成的影響。
分析儀器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控、環(huán)境保護(hù)、生物化學(xué)和醫(yī)療、空間探索和軍事等各個領(lǐng)域是現(xiàn)代科學(xué)研究中一種重要的技術(shù)手段。
分析儀器主要有兩種分類方法：根據(jù)所應(yīng)用的物理和化學(xué)原理分類可以分為電化學(xué)式、熱學(xué)式等十類；根據(jù)所施加的能量形式分類有光能式熱能式和電磁場式等