宋彤《过程检测技术及仪表》小结.ppt

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1、课程小结第1章1.知识要点1.1检测技术与检测仪表检测过程:能量转换+与标准单位比较检测系统的构成(方框图)。1.2检测仪表的基本性能概念及描述式①准确度与精度等级仪表的准确度通常用仪表满刻度相对百分误差略去百分号来表示，也称精度或精确度。精度等级的数值越小，仪表的准确度越高，或者说仪表的测量误差越小。②灵敏度S检测仪表对被测量变化的灵敏程度，即在被测量改变时，经过足够时间检测仪表输出值达到稳定状态后，仪表输出变化量匀与引起此变化的输人变化量酝之比;③回差(变差)反映检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时对应输出值

2、之间的差值。④线性度衡量检测仪表实际输入一输出特性偏离线性的程度，用非线性误差来表示，它是实际值与理论值之间的绝对误差的最大值.1.3测量误差的理论基础（1）误差定义、分类及产生原因误差分类（表示法）：绝对误差、相对误差、相对百分误差、最大相对百分误差等系统误差、随机误差和粗大误差。①系统误差在同一条件下，对同一被测参数进行多次重复测量时，所出现的误差在数值和符号上都相同，或者按一定规律变化的误差称为系统误差，前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。产生系统误差的主要原因测量原理或测量方法的不完善、标准量值的不

3、准确、仪表本身的缺陷及环境条件的变化等。系统误差是可以通过修正来补偿，但不能完全排除。②随机误差在同一测量条件下，多次重复测量同一被测量时，其误差绝对值和符号以不可预定的随机性的方式变化，此误差称为随机误差。随机误差的产生可能是由于人们尚未认识的原因，或目前尚无法控制的某些因素（如电子线路中的噪声）的影响，即偶然因素所引起的。随机误差不能通过修正方式消除，只能利用统计方式估计。最大随机误差:3σ③粗大误差超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。此误差值较大，明显表现为测量结果异常。产生原因：测量时读错、记错仪表指示

4、值，仪表操作失误，测量数据计算错误等。含粗大误差的测量结果毫无意义，应该剔除。（2）系统误差的合成考虑测量模型Xi为被测参数或外界影响因素。当函数关系明确，各个影响量的测量误差△xi已知，则待测量y的总误差△y为，第2章检测技术与检测元件2.1各种元件的工作原理及特点知识要点（1）机械式检测元件机械式检测元件是将被测量转换为机械量信号（如位移、振动频率、转角等），主要有弹性式检测元件和振动式检测元件。（2）电阻式检测元件电阻式检测元件的基本原理是将被测物理量转换成元件的电阻值的变化。常用的检测元件有电阻应变元件、热

5、电阻等。应变式检测元件（电阻应变片）电阻应变片是基于“应变效应”工作的，即导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形，引起其电阻值的改变。热电阻式检测元件物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为热电阻效应，利用热电阻效应制成的检测元件称为热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。①金属热电阻常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻等。a.铂电阻铂电阻有很好的化学稳定性，且复现性好，可作为基准电阻和标准热电阻，温度测量范围为-200~850℃。b.铜电阻铜电阻具有电阻温度系数大，易加工，线性好等优点。但易被氧化，测量

6、范围一般为-50~150℃。注意：热电阻接线方式及特点②半导体热敏电阻热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件。种类：负温度系数（NTC）热敏电阻、正温度系数(PTC）热敏电阻、临界温度（CTR）热敏电阻三种。热敏电阻的电阻值高，且电阻温度系数大，化学稳定性好，测温范围在-100~300℃之间。（3）电容式检测元件电容式检测元件实际上是一种可变电容器，它能将被测量的变化转换为电容量的变化。①变极距式电容器②变面积式电容器③变介电常数式电容器利用电容式检测元件可测量压力、差压、物位等参数。在构成检测仪表时要注

7、意温度和寄生电容等的影响，并采取必要的补偿和抗干扰措施，以提高测量准确度。（4）热电式检测元件热电偶检测元件热电偶的热电势主要由接触电势产生，所以闭合回路的总电势可表示为热电偶基本定律，①均质导体定律热电势与导体的几何尺寸、接点以外处的温度无关。②中间导体定律在热电偶回路中接入第三种导体，只要该导体两端温度相同，则该导体的接入不会改变原热电偶回路的总电势。③中间温度定律设在热电偶两接点A、B间有一点C，则存在热电偶回路电势同时与两点温度T,T0有关，所以在使用时T0必须保持恒定或进行补偿，使得热电势只与被测温度有关

8、。注意：热电偶分度表的应用。晶体管温度检测元件晶体二极管的PN结正向电压Ud和晶体三极管的基极、发射极间的电压Ube与温度T有关，利用这个原理可制成晶体管温度检测元件。(5)压电式检测元件某些材料在沿一定方向受外力作用时，在特定两个相对表面上产生符号相反，数值相等的电荷现象称为正压电效应。电荷量与所受作用力成正比。压电式检测元件就是基于压电效应利用压电材料作