石油化工自动化及仪表教学全套课件第2版课件 第4章 检测仪表基础知识.ppt

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1、第2篇参数检测及仪表本篇介绍石油化工行业常见的重要参数及检测这些参数经常使用的检测仪表，共分七章。其中，第4章介绍检测仪表基础知识，讨论测量过程和测量误差，介绍检测仪表基本概念以及常用的评价仪表性能优劣的指标。第5、6、7、8、9章分别介绍温度、压力、流量、物位、成分等参数的检测及仪表。第10章简单介绍了现代检测技术。第4章检测仪表基础知识4.1测量过程和测量误差4.2测量仪表基本概念及性能指标4.1测量过程和测量误差测量过程就是将被测物理量转换为转角、位移、能量等的过程，而检测仪表就是实现这一过程的工具

2、。由仪表读得的被测值和被测量真值之间，总是存在一定的差距，这就是测量误差。4.1.1绝对误差绝对误差是指仪表指示值与公认的约定真值之差，即（4-1）式中Δ—绝对误差；—示值，被校表的读数值；—约定真值，标准表的读数值。绝对误差又可简称为误差。绝对误差是可正可负的，而不是误差的绝对值，当误差为正时表示仪表的示值偏大，反之偏小。绝对误差还有量纲，它的单位与被测量的单位相同。仪表在其测量范围内各点读数绝对误差的最大值称为最大绝对误差，即（4-2）4.1.2相对误差为了能够反映测量工作的精细程度，常用测量误差除以

3、被测量的真值，即用相对误差来表示。相对误差也具有正负号，但无量纲，用百分数表示。由于真值不能确定，实际上是用约定真值。即相对误差（4-3）4.1.3基本误差与附加误差仪表应用时应严格按规定的环境条件即参比工作条件进行测量，此时获得的误差称为基本误差。在非参比工作条件下测量所得的误差，除基本误差外，还会包含额外的误差，称为附加误差，即误差=基本误差+附加误差（4-4）以上讨论都是针对仪表的静态误差，即仪表静止状态时的误差，或变化量十分缓慢时所呈现的误差，此时不考虑仪表的惯性因素。仪表还有动态误差，动态误差是

4、指仪表因惯性延迟所引起的附加误差，或变化过程中的误差。4.2检测仪表基本概念及性能指标测量范围就是指仪表按规定的精度进行测量的被测量的范围。测量范围的最大值称为测量上限值，简称上限。测量范围的最小值称为测量下限值，简称下限。仪表的量程可以用来表示其测量范围的大小，是其测量上限值与下限值的代数差，即量程=测量上限值－测量下限值（4-5）4.2.1测量范围、上下限及量程例4-1一台温度检测仪表的测量上限值是500℃，下限值是－100℃，则其测量范围和量程各为多少？解：该仪表的测量范围为－100～500℃。量程

5、=测量上限值－测量下限值=500℃－（－100℃）=600℃仪表的量程在检测仪表中是一个非常重要的概念，它与仪表的精度、精度等级及仪表的选用都有关。仪表测量范围的另一种表示方法是给出仪表的零点及量程。仪表的零点即仪表的测量下限值。这是一种更为常用的表示方法。例4-2一台温度检测仪表的零点是－50℃，量程是300℃，则其测量范围为多少？解：零点是－50℃，说明其测量下限值为－50℃。由量程=测量上限值－测量下限值有测量上限值=量程+测量下限值=300℃+（－50℃）=250℃这台温度检测仪表的测量范围为－5

6、0～250℃。4.2.2零点迁移和量程迁移零点的变化称为零点迁移，量程的变化称为量程迁移。假设仪表的特性曲线是线性的，如图4-1中线段1所示。图4-1零点迁移和量程迁移示意图单纯零点迁移情况如图4-1中线段2所示。此时仪表量程不变，其斜率亦保持不变，线段2只是线段1的平移，理论上零点迁移到了原输入值的－25%，上限值迁移到了原输入值的75%，而量程则仍为100%。单纯量程迁移情况如图4-1中线段3所示。此时仪表零点不变，线段仍通过坐标系原点，但斜率发生了变化，上限值迁移到了原输入值的140%，量程变为14

7、0%。4.2.3灵敏度、分辨率及分辨力1.灵敏度灵敏度S是表示仪表对被测量变化的灵敏程度，常以在被测量改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出的变化量与引起此变化的输入变化量之比，即（4-6）在量纲相同的情况下，仪表灵敏度的数值越大，说明仪表越灵敏。灵敏度即为图4-1中的斜率，零点迁移灵敏度不变，而量程迁移则意味着灵敏度的改变。2.分辨率分辨率又称灵敏限，是仪表输出能响应和分辨的最小输入变化量。分辨率是灵敏度的一种反映，一般说仪表的灵敏度高，其分辨率也高。在实际应用中，希望提高仪表的灵敏度，

8、从而保证其有较高的分辨率。3.分辨力对于数字式仪表而言，分辨力是指该表的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。4.2.4线性度线性度（又称为非线性误差，或非线性度）是衡量实际特性偏离线性程度的指标。其定义为：仪表输出—输入校准曲线与理论拟合直线之间的绝对误差的最大值与仪表的量程之比的百分数，即非线性误差=（4-7）输出输入实际理论图4-2线性度示意图4.2.5精度和精度等级仪表的精确程度（准确程度）不仅与仪表的绝对误差有关，还