测量仪表基本知识

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1、油气储运自动化1测量仪表基本知识测量的定义用实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，确定两者的比值，从而得到被测量的量值。使测量结果有意义的要求：用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所公认的，且性能稳定。进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。2测量的基本方程式：X=aU式中，X——被测量；U——标准量（即选用的测量单位）；a——被测量与标准量的数字比值。3测量方法测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：（1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接求得

2、被测量数值的测量方法。（2）间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。（3）组合测量法：测量中使各个未知量以不同的组合形式出现（或改变测量条件以获得这种不同组合），根据直接测量或间接测量所获得的数据，通过解联立方程组以求得未知量的数值，这类测量称为组合测量。4测量方法的其它分类方式：按不同的测量条件分：等精度测量与非等精度测量按被测量在测量过程中的状态不同分：静态测量与动态测量5测量系统由四个基本环节组成：传感器、变换器或变送器、传输通道和显示装置。传感器变换器传输

3、通道显示装置被测量测量值测量系统的组成6传感器（敏感元件）它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。理想敏感元件应满足的要求：敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其它一切可能的输入信号不敏感。在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。测量环节的功能（传感器）7测量环节的功能（变送器）它是传感器和显示装置中间的部分，它是将传感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部件。对变换器的要求：性能稳定精确度高，使信息损失最小。8测量环节的功能（显示装置）它是测量系统直接与观测者发生联系的部分显示装置

4、的基本形式：模拟式显示元件数字式显示元件屏幕式显示元件9测量环节的功能（传输通道）它是仪表各环节间输入、输出信号的连接部分。分为电线、光导纤维和管路等。10测量应用方面（1）过程监测：对过程参数的监测。（2）过程控制：为生产过程的自动控制提供依据。（3）试验分析与系统辨识：解决科学上的和过程上的问题，一般需要综合运用理论和实验的方法。测量技术应用于实验分析，是测量技术的一个典型应用。11测量误差的概念测量误差是指由于某些测量仪表本身的问题，或是由于测量原理方法的局限性、外界因素的干扰以及测量者个人因素等原因，使测量仪表的指示值Xm与被测量的真实值Xl(称

5、为真值)之间存在的偏差值。12测量误差的来源1、仪器误差它是由于设计、制造、装配、检定等的不完善以及仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨损、疲劳等因素而使测量仪器设备带有的误差。减少仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正确地选择测量方法和使用测量仪器。132、人身误差它指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等而对测量实验中的现象与结果判断不准确而造成的误差。减少人身误差的途径143、影响误差它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。154、方法误差它是所使用的测量方法不当，或对测量设备操作使

6、用不当，或测量所依据的理论不严格，或对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误差，也称理论误差。原则上可通过理论分析和计算或改变测量方法来加以消除或修正。16例：用指针式万用表的10V量程测量一只1.5V干电池的电压，示值如图所示，问：选择该量程合理吗？17用2.5V量程测量同一只1.5V干电池的电压，与上图比较，问示值相对误差哪一个大？18误差分类误差产生原因及规律系统误差：随机误差：粗大误差误差的数值表示方法绝对误差相对误差引用误差按误差与仪表使用条件的关系基本误差附加误差。19系统误差定义：指测量仪器或方法引起得有规律的误差，体现为与真值之间的偏差。

7、事例：如仪器零点误差，温度、电磁场等环境引起的误差，动力源引起的误差。解决办法：单纯增加测量次数，无法减少系统误差对测量的影响、但在找出产生误差的原因之后，可以通过对测量结果引入适当的修正而消除之。恒值累进性按复杂规律变化周期性系统误差的特征20随机误差定义：随机误差指在已经消除系统误差之后，在相同的条件下测量同一量时，出现的这种误差值以不可预计的方式变化的误差。形成原因：随机误差是出于那些对测量结果影响较小、我们尚未认识或无法控制的因素(如电子噪声干扰等)造成的。在多次重复测量同一量时，其误差值总体上服从统计规律(如正态分布)。解决办法：从随机误差的统

8、计规律分布特征，可对其示值大小和可靠性做出评价，并可通过适当增加测量次数求平均值