温度检测技术及仪表

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1、1.1过程参数检测基本概念过程检测技术：研究对生产过程和运动对象实施自动定性检查和定量测量的技术。检测技术：人们为了对自然界的物质进行定量掌握或定性判断所采取技术措施的总称。检测仪表：进行测量所需要的技术工具的总称。检测系统：检测仪表的有机组合。浓度计双金属温度计1.2检测仪表（方法）的分类1.2.1按被测参数分类⑴电气参数：电能、电流、电压、频率等；⑵机械参数：重量、距离、振动、缺陷检查、故障诊断等;⑶过程参数：主要指热工参数，包括温度、压力、流量、物位、成份等。1.2.2按使用性质分类⑴工业用表：在实际工业现场长期使用的仪表；⑵

2、实验室仪表：在实验室条件下使用的仪表；⑶标准表：专用于校准工业用表和实验室仪表的仪表。1.2.3按是否接触被测物质分类⑴接触式仪表：检测元件与被测对象（或介质）直接接触；⑵非接触式仪表：检测元件不与被测对象（或介质）直接接触。1.2.4按仪表各环节连接方式分类⑴开环式仪表⑵闭环式仪表1.2.5按获得检测结果的手段分类⑴直接测量⑵间接测量⑶组合测量1.2.6按检测方式分类⑴偏差式⑵零位式⑶微差式1.2.7按检测系统是否向被测对象施加能量分类⑴主动式⑵被动式1.3检测仪表的性能指标1.3.1检测仪表的静态特性⑴精确度精确度：仪表给出接近

3、于被测量真值的示值的能力。精确度等级：仪表符合一定的测量要求，使其误差保持在规定极限以内的级别。通常采用仪表允许的最大绝对误差与仪表量程之比的百分数表示，称为相对百分误差，即目前，常用仪表的精确度等级有：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。工业自动化仪表的精度等级一般在0.2～4.0级之间。例：一台仪表的相对百分误差为±1.0%，则其精确度等级为1.0级；另一台仪表的相对百分误差为±0.3%，由于国家规定的标准精确度等级中没有0.3级，所以该仪表的精确度等级为0.5级。举例例：某台测温仪表的测温范围为200~7

4、00℃，校验该表时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的准确度等级。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。⑵线性度线性度：仪表的实测输入输出特性曲线偏离理想直线型输入输出特性曲线的程度。⑶灵敏度灵敏度：仪表的响应变化（输出量增量）与相应激励变化（输入量增量）之比，它表示单位被测量的变化所引起的仪表输出量的变化量。⑷灵敏度阈、分辨率只有当输入量的变化大于

5、某个限值以后，才会引起输出量的变化。这个限值就称为仪器的灵敏度阈，其单位与输入量的单位相同。分辨率是指测量装置能够区分被测量最小变化量的能力。⑸变差变差也称回差，表示在外界条件不变的情况下，同一仪表对某一参数进行正反行程（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，其输出特性（仪表的正向特性与反向特性）不一致的程度，⑹重复性重复性有别于变差，是指仪表在同一工作环境且被测对象参数不变的条件下，输入量按同一方向进行多次（三次以上）全量程(0～100%)测量，其输入输出特性曲线不一致的程度。1.3.2检测仪表的动态特性动态特性是指检测仪

6、表对随时间而变化的被测参数进行响应的性能。⑴动态误差动态误差：测量系统中被测参数信息处于变动状态下仪表示值与被测参数实际值之间的差异。⑵瞬态响应特性与稳态响应特性确定检测仪表或系统的动态特性通常有两种方法：一是在突然瞬变的非周期（如阶跃脉冲、斜坡）激励作用下，二是在振幅稳定不变的正弦激励作用下。①瞬态响应特性参数a）时间常数T。b）滞后时间τ。②稳态响应特性1.4检测技术及仪表的发展⑴虚拟仪器⑵软测量技术⑶模糊传感器⑷多传感器数据融合1.5测量误差测量误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真实值之间的差值。它的大小反映检测仪表的检测

7、精度。1.5.1测量误差的表示方法⑴绝对误差被测变量的测量值x与真实值x0之间的差值称为绝对误差△x，⑵相对误差相对误差比绝对误差更能说明测量值的准确程度。①实际相对误差实际相对误差是指被测变量的绝对误差与真实值的比值。②示值相对误差示值相对误差也叫标称相对误差，是指被测变量的绝对误差与测量值的比值。③引用相对误差引用相对误差也叫相对百分误差，是指被测变量的绝对误差与仪表量程比值的百分数。在实际应用中，通常采用最大引用相对误差来描述测量的准确程度。1.5.2测量误差的分类及来源1.5.2.1测量误差的分类⑴系统误差⑵随机误差⑶粗大误

8、差1.5.2.2测量误差的来源⑴测量过程中产生的误差①测量方法②装置（或仪器）误差③环境误差④主观误差⑵测量数据处理时产生的误差①有效数字的化整误差②各种数学或物理常数引起的误差③各种近似计算方法带来的误差2温度检测技术及仪表《过程检