过程测量仪表教程

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1、过程测量仪表第一章概述第一节测量方法测量：用实验的方法或专门的设备，将被测物理量与该变量的已知测量单位（标准量）进行比较．以求得二者比值，进而求得被测物理量的量值。被测变量量值与测量单位的关系：比值测量的目的是希望能正确地反映被测参数的真实值。测量方法：测量方法就是实现被测变量与其单位比较的方法。按测量方法分类：直接测量：将被测变量与标准量（测量单位）直接进行比较或用预先按标准量定度好的仪器直接得出测量值的方法。间接测量：对几个与被测变量有确定函数关系的物理量进行直接测量，然后通过函数关系式求得被测变量的结果。按接触方式分类：接触式

2、测量：在测量过程中测量的敏感元件直接与被测介质接触，得到测量结果的方法。非接触式测量：在测量过程中测量仪表的任何部分都不与被测介质接触便可得到测量结果的方法。测量仪表的组成测量仪表基本上是由检测（传感）元件、传送放大和显示三个基本部分组成。检测元件感受被测变量的变化，并将它变换成便于测量的位移、电量或其他物理量信号；传送放大是对检测信号进行转换、放大，以推动后级显示部分；显示部分将测量结果以指示、记录或图像的形式显示出来。各部分往往是由若干个环节按一定方式连接而成。开环结构：开环结构仪表的特点是前一个环节的输出是后一个环节的输人，首

3、尾衔接成一串，信号从仪表的输人端到其输出端经过各个环节全部沿着一个方向传递。23闭环结构：在某几个串联环节上又并联了一个反馈环节。闭环式仪表也称反馈式仪表。传递系数：对于闭环结构的仪表，只要保证传递系数足够大，则闭环结构仪表的特性仅取决于反馈环节及检测元件的传递系数。第二节仪表的性能指标仪表的性能指标是评价仪表性能好坏、质量优劣的主要依据，也是正确地选择仪表和使用仪表以进行准确测量所必需具备和了解的知识。仪表的性能指标很多，概括起来不外乎技术、经济及使用方面的指标。仪表技术方面的指标：基本误差、精度等级、回差、灵敏度、反应时间等。仪

4、表经济方面的指标：功耗、价格、使用寿命等。仪表使用方面的指标：操作维修是否方便、能否安全可靠运行以及抗干扰与防护能力的强弱、重量体积的大小、自动化程度的高低等。在未加说明的情况下，有关性能指标一般指仪表在规定的正常工作条件下而言。正常工作条件即电源电压、频率、温度、压力、湿度、振动、外界磁场、安装位置等等，应符合仪表出厂时的规定要求。测量误差误差：某一量值的给出值与客观真实值之差。测量误差：测量值与真实值之间始终存在着的一定的差值。误差分类：测量误差按其产生的原因不同，可以分为三类。系统误差：在同一条件下，多次测量同一被测参数时，测

5、量结果的误差大小与符号均保持不变或在条件变化时按某一确定规律变化的误差。系统误差大小体现了测量结果偏离真实值的程度，即决定测量结果的准确程度。系统误差可通过对测量结果引入适当的修正值而加以消除。随机误差：在相同条件下，对某一参数进行重复测量时，测量结果的误差大小与符号均不固定，且无一定规律的误差。可以取多次测量结果的算术平均值作为最终的测量结果，以算术平均值均方根误差的2∼3倍作为随机误差的置信区间，相应的概率作为置信概率，可减小误差对测量结果的影响。23随机误差的大小表明对同一测量值多次重复测量结果的分散程度，即决定测量结果的精密

6、度。疏忽误差：产生的主要原因是由于工作人员在读取或记录测量数据时的疏忽大意所造成的。测量结果显著偏离被测实际值的误差，没有任何规律可循。带有这类误差的测量结果毫无意义。应加强责任感，细心工作，避免发生这类误差。仪表的性能指标仪表的性能指是评价仪表性能好坏、质量优劣的主要依据，也是正确地选择仪表和使用仪表以进行准确测量所必需具备和了解的知识。绝对误差和相对误差绝对误差：仪表的测量值与真实值之间的代数差。绝对误差=测量值-真实值绝对误差不是测量误差的绝对值。相对误差：测量值的绝对误差与其真实值之百分比称为相对误差。相对误差可反映测量值在

7、某一点上的准确度，而不能全面反映仪表在整个测量范围内的准确度。引用误差：测量值的绝对误差与测量仪表的量程之比的百分数。仪表的量程：测量范围工业上一般采用引用误差来衡量仪表的准确度。最大引用误差：当被测变量平稳地增加或减少时，仪表测量范围内各点绝对误差的最大值与量程.之比的百分数。最大引用误差是仪表基本误差的主要形式，常称为仪表的基本误差，可以比较确切地反映仪表的测量精度。回差（变差）：在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对某一变量进行正、反行程（被测参数由小到大和由大到小）测量时，所得仪表示值之间的差值，称为回差的绝对值。：仪表的正

8、、反行程最大绝对误差值。23仪表的回差不能超出仪表精度等级所限定的允许误差。灵敏度及分辨率灵敏度：反映了仪表示值变化对被测变量变化的灵敏程度。一般用于模拟量仪表。仪表的输出变化量：指针的线位移或角位移。通常规定仪表标尺刻度上的最小分格