厉玉鸣《化工仪表及自动化》课件第一章 检测仪表基本知识.ppt

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1、化工仪表及自动化第一章检测仪表基本知识内容提要测量过程与测量误差测量仪表的品质指标测量系统中的常见信号类型检测系统中信号的传递形式检测仪表与测量方法的分类化工检测的发展趋势1测量过程与测量误差测量是用实验的方法,求出某个量的大小。举例通过直接测量矩形的长宽a、b，间接测取面积s直接测量间接测量测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。2间接测量：通过测量与被测量有函数关系的其他量，才能得到被测量值的测量方法。测量过程与测量误差测量误差：由仪表读得的被测值(测量值)与被测参数的真实值之间的差距。测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类：系统误差：规律误差偶然误差：随

2、机误差疏忽误差：人为3前两者无法消除，只能减小。后者可以消除测量过程与测量误差绝对误差xI：仪表指示值,xt：被测量的真值由于真值无法得到x：被校表的读数值，x0：标准表的读数值相对误差4检测仪表的品质指标51.测量仪表的准确度（精确度）说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是，仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。两大影响因素绝对误差和仪表的标尺范围检测仪表的品质指标相对百分误差δ允许误差6检测仪表的品质指标仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分误

3、差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精确度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小结7检测仪表的品质指标8举例例1-1某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分误差与准确度等级。解该仪表的相对百分误差为如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等级为1.0级。检测仪表的品质指标9仪表的准确度

4、等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。准确度等级数值越小，就表征该仪表的准确度等级越高，仪表的准确度越高。工业现场用的测量仪表，其准确度大多在0.5级以下。仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板上。举例1.51.0如：检测仪表的品质指标注意在工业上应用时,对检测仪表准确度的要求,应根据生产操作的实际情况和该参数对整个工艺过程的影响程度所提供的误差允许范围来确定,这样才能保证生产的经济性和合理性。10检测仪表的品质指标2.检测仪表的恒定度变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被

5、测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的差值。图1-1测量仪表的变差11仪表的变差不能超出仪表的允许误差，否则应及时检修。检测仪表的品质指标123.灵敏度与灵敏限仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量的比值。即式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移；Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中，往往用分辨率表示。检测仪表的品质指标134.反应时间反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快

6、反映出参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。仪表的反应时间有不同的表示方法当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。仪表的输出信号由开始变化到新稳态值的95％所用的时间，可用来表示反应时间。检测仪表的品质指标145.线性度线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。通常总是希望测量仪表的输出与输入之间呈线性关系。图1-2线性度示意图式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax为校准曲线对于理论直线

7、的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。检测仪表的品质指标6.重复性重复性表示检测仪表在被测参数按同一方向作全量程连续多次变动时所得标定特性曲线不一致的程度。若标定的特性曲线一致,重复性就好,重复性误差就小。重复性就是指这3条曲线在同一输人值处的离散程度。实际上，某种仪表的重复性常选用上升曲线的最大离散程度和下降曲线的最大离散程度中的最大值来表示。图1-3重复性示意图15在同一工作条件下，同方向连续多次对同一输人值进行侧量所得的多个输出值之间相互一致的程度称为仪表的重复性，它不包括滞环和死区。再