第三章 检测仪表与传感器概述

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1、第三章检测仪表与传感器概述Instrumentationandsensor教学内容测量过程与测量误差仪表的性能指标检测系统中常见的信号类型检测系统中信号的传递形式工业仪表的分类检测方法及检测仪表的分类§3.1概述传感器：将工艺参数检测出并转换为一定的便于传送的信号的仪表。变送器：将所测得的工艺参数转换为统一的标准信号，送往控制器或显示仪表，则传感器就为变送器。基本概念单元组合仪表：将对参数的检测、控制、显示等各部分分别做成只能完成某一种特定功能而又能各自独立工作的单元仪表，单元仪表之间用统一标准信号相互联系。基本概念QDZ中，转换为0.02~0.1MpaDDZ的发展阶段DDZ中，

2、DDZ-Ⅱ,转换为0~10mADCDDZ-Ⅲ,转换为4~20mADCDDZ-Ⅰ型——电子管为主要器件DDZ-Ⅱ——晶体管为主要器件DDZ-Ⅲ——集成电路为核心器件进出控制室的传输信号—电流信号控制室内仪表的联络信号—电压信号电动仪表之间信号传输方式一．测量过程与测量误差1．测量过程测量仪表是实现这种比较的工具实质上是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。测量仪表将被测参数经过一次或多次信号能量的转换，转换成便于测量的信号能量形式，并由指针位移或数字形式显示出来。2．测量误差measuringerror测量值与真实值的差异。测量误差的表示方法（常有两种）绝对误差相对误差（1）

3、绝对误差(△)理论上：工程上：△=xi-xt△=x-x0有单位，有正负号。绝对误差常指：△max误差产生的原因选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环境中存在各种干扰因素，以及检测技术水平的限制等原因。（2）相对误差（y）某一点的绝对误差△与它的真实值xt（或x0）之比y——仪表在x0处的相对误差。有正或负号，无量纲，用%表示。二.测量仪表的品质指标performancespecification衡量仪表性能优劣的指标精度等级指示变差（恒定度）灵敏度和灵敏限分辨力线性度反应时间常用的指标1．精确度（精度）AB0-100℃0-1000℃1℃思考两大影响因素绝对误差仪表的标尺范围（

4、1）相对百分误差工程上将绝对误差折合成仪表标尺范围的百分数表示。δ越小，表越精确，实际上使用不方便。（2）允许误差δ允出厂的仪表保证基本误差不超过某一规定值。表示方法δ允越大，仪表的准确度越低在测量范围内，任一点的测量误差不应超过δ允（3）精度等级根据仪表的允许误差，去掉“±”和“%”，可确定其精度等级我国仪表常用的精度等级：越小，精度越高。0.0050.020.05作标准表校验用0.10.20.40.5实验室用1.01.52.54.0工业现场用一般生产中1.51.51.5一般表示符号在误差允许范围，选用精度比较低的仪表经济实惠。例1某台测温仪的测温范围为200-700℃校验时得

5、到的最大误 差为4℃，确定该仪表的精度等级。因为0.5%＜0.8%＜1.0%，所以该仪表的精度等级为1.0级。解：该仪表的最大相对百分误差例2某台测温仪的测温范围为0-1000℃。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过±7℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？解：根据工艺要求，仪表的允许误差为此数介于0.5-1.0之间，如选精度等级为1.0的仪表，其允许误差为±1.0%，超过了工艺上允许的数值，故应选的0.5级仪表。确定仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的最大相对百分误差；根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等

6、于工艺上所允许的最大相对百分误差。小结例3有两台测温仪表，它们的测温范围分别为0~100℃和100~300℃，校验表时得到它们的最大绝对误差均为2℃，试确定这两台仪表的精度等级。解这两台仪表的最大引用误差分别为一台仪表的精度等级为2.5级，而另一台仪表的精度等级为1级。例4某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？解根据工艺要求，仪表的最大引用误差为应选择0.5级的仪表才能满足要求2.指示变差（恒定度）正行程测量：反行程测量：指示变差：用同一仪表对相同的被测参数值进行正、反行程测量时，得到的正反行程指示值之差

7、。变差是衡量仪表重复性（复现性）、稳定性的品质指标。变差表示方法仪表示值被测参数正行程反行程Δmax变差越小越好，恒定度越大。原因：注意：齿轮之间的间隙、传动部件之间的磨擦、弹性件的滞后等。变差不能超过仪表的允许误差。3．灵敏度与灵敏限（灵敏域）灵敏度（S）:△a表示方法S越高，越灵敏反映仪表对被测参数变化的灵敏程度灵敏限:注意：仪表的能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。分辨率（数字仪表）仪表量程上最末一位改变一个数所表示的被测参数变化量。例1.七位数值电压表，在最低量