热工测量仪表的选择与精度分析

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1、第21卷第3期南京林业大学学报Vol.21No.31997年9月]ournalofNanjingForestryUniversitySep.1997热工测量仪表的选择与精度分析梅玉春(南京林业大学木材工业学院南京210037)摘要针对热工参数测量中有关仪表选择问题，提出一些仪表选择原则，并通过分析实例，讨论了如何根据被测量值范围和对测量精度的要求来合理选择仪表的精度和量程，同时还指出在仪表选择上应注意的其它问题。关键词热工仪表:精度:量程中图分类号TH81对热工参数的准确测量是保证热工设备安全、经济运行的必要条件，而正确选择热工测量仪表，则是确保测量准确性的保证。有些

2、企业往往因仪表选择不当而出现测量问题，甚至造成有些热工设备不能安全、经济运行。热工测量仪表的选择一般包括:根据被测对象来选择仪表的类型(例如，是需要选择防腐、防爆类的，还是需要选择具有记录或信号远传类的);根据被测量值范围和对测量精度的要求来选择仪表的精度和量程。在测量仪表选择上出现问题较多的是仪表的精度和量程的选择，通常是不能根据生产工艺对测量精度的要求来正确选择仪表的精度，使实际测量达不到所希望的测量精度。究其原因，主要是混淆了测量精度和仪表精度这两个概念，造成"生产工艺要求测量精度达到1.5级，就选择1.5级的测量仪表"现象的发生。实际上，对仪表的选择是不能简单

3、地根据测量精度来选择仪表精度的。此外，要确保热工参数测量的准确性，除应注意仪表的正确选择外，还应注意测点的合理布置及仪表的正确安装和使用，但首先是要正确选择测量仪表，否则测点布置得再合理、仪表的安装和使用再正确，也不能保证热工参数测量的准确性。1仪表精度、测量精度与误差对某一热工参数测量所要求达到的准确性，常用测量精度来表示。例如，要求测量精度达到1.5级，亦即要求在测量时的相对误差不得超过:t1.5%。测量精度一般是由用户根据生产工艺要求来确定的。仪表的精度是按国家统一规定的允许误差大小来划分的。某级精度仪表的允许误差，是指在规定的正常使用情况下，国家规定这类仪表所

4、允许具有的最大仪表误差，常折合成百分数来表示。例如，精收稿日期1997-05-31第一作者简介:梅玉春，男，南京林业大学木材工业学院讲师，在职硕士研究生。1986年毕业于华北电力大学生产过程自动化专业。-55一南京林业大学学报第21卷第3期度等级为1.0级的仪表，其允许误差不超过:t1.0%，亦即该仪表在测量时，全量程范围内各点处指示值的相对误差均不允许超过:t1.0%，否则该仪表为不合格产品或不是1.0级精度的仪表。仪表精度是由国家规定的，用户不能自行规定仪表所具有的精度，但可以检验仪表是否达到所标称的精度。在规定的正常工作条件下，仪表在测量时所具有的最大绝对误差与

5、量程之比，称为基本误差。基本误差也是针对全量程范围内测量而言的，且一只合格的仪表，其基本误差应小于或等于允许误差。正是因为这个原因，在实际测量中，可以根据所选仪表的精度和量程来估算测量中可能会出现的最大绝对误差。例如，针对某一压力的测量，所选的仪表精度是1.5级、量程为0~3MPa，则该仪表的允许误差为:t1.5%，最保守的估算是取基本误差等于允许误差。根据基本误差定义，测量时可能具有的最大绝对误差为3x(:t1.5%)=:tO.045MPa。仪表本身所具有的误差是由很多因素组成的，例如线性度、不灵敏区和漂移等等。其中，仪表的不灵敏区最易被用户所忽视。当向增大或减小方

6、向改变输入信号时，输出不发生变化的最大输入变化幅度与量程之比的百分数，称为不灵敏区，亦称死区。仪表不灵敏区的范围与仪表的精度和量程有一定的关系，具有相同精度等级的仪表，量程越大，不灵敏区的范围也越大。在仪表的量程选择上，应注意由其造成的测量误差。2仪表选择的一般原则2.1精度等级仪表选择首先要考虑的是满足测量精度的要求。如何通过测量精度来选择仪表精度，将在后面作详细的讨论。但是要注意的是，对仪表精度的选择，不是选择精度等级越高就越好。仪表精度越高，仪表的价格就越高，而且其对测量环境要求也高。所以，在满足测量精度要求时，选择的仪表精度越低越好，一是可以减小工程的投资:二

7、是耐用，不易损坏。一般工程上选择较多的是1.5级及以上的仪表。2.2量程测量值的上限应和仪表的量程相适应。这主要是为了减小由仪表不灵敏区所引起的分辨误差。因仪表不灵敏区的存在，当输入量较小时，输出量可能不发生变化，或变化幅度太小，不易被察觉，造成分辨误差。量程选择过大，由其引起的测量误差就很大，用户对其应引起足够的重视。通常在仪表整个量程的前二分之一范围内，分辨力不高，测量误差较大:后面三分之二范围内，分辨力较高，测量误差相对较小。所以，测量值的上限不应落在整个量程的前二分之一范围内。一般当被测量值波动范围不大时，所选择的量程应满足测量值落在三分之二