安工大-化工仪表及自动化-第3章检测仪表与传感器(概述)-位图要点.ppt

第三章 检测仪表与传感器 第一节 概述 一、测量过程与测量误差 二、仪表的性能指标 二、仪表的性能指标 1、精度 精度等级的计算 2、变差 变差的计算 3、灵敏度，灵敏限，分辨力 4、线性度 5、反应时间 三、工业仪表的分类 各类仪表的作用 练习与小结 * 第一节 概述 第二节 压力检测及仪表 第三节 流量检测及仪表 第四节 物位检测及仪表 第五节 温度检测及仪表 ?本章小结 几个有关的概念 检测仪表：检测生产过程中各相关参数的技术工具。包括压力、流量、物位、温度(四大热工参数)的检测仪表及工业分析仪表（气体成分分析、氧含量分析、溶液酸碱度、气体湿度、物料含水量等）。 传感器：指能把被测量转换为与之有确定对于关系的电量或其它便于观测的量的装置。 变送器：借助检测元件检测被测量，并转化输出为单元组合仪表中规定的标准信号的传感器（仪表）。 电信号：4-20mADC， 0-10mADC，1-5V等. 气压信号：20-100Kpa. 主要内容：测量过程与测量误差；仪表的性能指标； 工业仪表的分类。 测量过程：被测参数经过一次或多次的信号能量形式的变换，最后获得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。 例如：炉温的测量，温度→直流毫伏信号→指针位移 测量误差：由于测量工具准确性，观测者的主观性和外界环境条件变化及偶然因素的影响，使测量结果与被测量的真值之间总存在一定差值，常用以下两种方法表示： 绝对误差：仪表指示值xi与被测量真值xt之差(⊿=xi-xt)， 可用标准表测量值x0代替真值xt ，⊿=xi-x0； 相对误差：某一点的绝对误差⊿与被测量真值xt之比。 精度 变差 灵敏度，灵敏限，分辨力 线性度 反应时间 精确度：用来表征测量仪表的精确程度，以便估计测量结果与真实值的差距，简称精度。 精度不仅与测量的绝对误差有关，还与测量仪表的量程有关。例如量程分别为0~500℃和0~100℃的测温仪表，若绝对误差都为2℃时，量程大的仪表精度要比量程小的高。 工业上常用相对百分误差来表示量程对绝对误差的影响。 用仪表允许误差表示仪表精度，即相对百分误差最大值。 国家利用仪表的δ允来统一规定仪表的精度等级。将仪表的允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号，便可以确定仪表的精度等级。目前我国仪表常用精度等级有0.005, 0.05,0.02,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。精度等级的数值越小，该仪表的精度等级越高，仪表的精度也越高。0.05级以上的仪表，常用来作为标准表；工业现场大多使用0.5级以下的仪表。 仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板上，如 1.5 、1.0 等。 1.0 1.5 例：某温度计范围为0~1000℃，出厂前校验各点结果如下： 1001 805 604 201 903 402 706 0 被较表℃ 1000 800 600 200 900 400 700 0 标准表℃ ⑴求出该温度计的最大绝对误差值； ⑵确定该温度计的精度等级； 解：⑴最大绝对误差为：706-700=6℃； ⑵精度等级为：6/1000×100%=0.6%，为1.0级； 例：某台压力表测量范围为0~10MPa，校验得出下列数据： 9.99 5.94 1.98 7.97 0 3.96 被较表正行程MPa 10 6 2 8 0 4 标准表MPa 10.01 6.06 2.02 8.03 0 4.03 被较表反行程MPa ⑴求该压力表的变差。 ⑵计算该压力表是否符合 1.0级精度。 解：⑴变差为：(6.06-5.94)/10×100%=1.2%； ⑵ 精度为：(6-5.94)/10×100%=0.6% ，符合1.0级精度，但变差1.2%超出仪表的允许误差1.0% ， 所以：该压力表不符合1.0级精度要求。须检修！！ 灵敏度：仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量之比。 ⊿α：指针的线位移或角位移； ⊿x：引起⊿α所需的被测参数变化量。 灵敏限：能够引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。 数字仪表中，通常用分辨力来表示仪表灵敏度的大小。 分辨力：数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。例：数字表量程为 0 ~1.0000V，五位数字显示，末位数字的等效电压为10μV，则该表分辨力为10μV。 例：若显示的电压数值为0.12345V，即123450 μV，末位数字代表50μV，末 位数字变化的等效电压为10μV。 上述精度、变差、非线性误差反应了仪表静态特性。 反应时间：动态特性 衡量仪表能不能尽快反应出被测参数变化的品质