动力工程测试技术及仪器-第1章.ppt

1 1.4 仪表的质量指标及仪表的校验 1.4.1 仪表的质量指标 1．仪表的精确度等级及允许误差 精密度：对同一被测量进行多次测量所得的测定值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集程度．称为测量的精密度。精密度反映随机误差的影响，随机误差愈小．精密度愈高。 正确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏离被测量真值的程度称为测量的准确度。准确度反映了系统误差的影响，系统误差愈小，准确度愈高。 精密度与正确度的综合指标称为精确度，或称精度。 准确度、正确度和精密度三者之间的关系 弹着点全部在靶上，但分散。相当于系统误差小而机误差大，即精密度低，正确度高。 弹着点集中，但偏向一方，命中率不高。相当于系统误差大随机误差小，即精密度高，正确度低。 弹着点集中靶心。相当于系统误差与随机误差均小，即精密度、正确度都高，从而准确度亦高。 测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定， 并且直接与允许误差相对应。允许误差去掉百分 号后取绝对值，就是该仪表的精确度等级，又称 精度等级。 我国目前规定的准确度等级有： 0.005，0.01， 0.02，0.04，0.05， 0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等级别。 如仪表标牌为： 或 表示该仪表的精确度等级为0.5级，其允许误差为±0.5%。 仪表的允许误差＝±准确度等级% 例1-1：对某机组进行热效率试验，需用0-16MPa压力表来测量10MPa左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过±0.5%，试选择仪表的精确度等级。 解：仪表的允许绝对误差＝10×±0.5%＝±0.05MPa 仪表的允许折合误差＝ ＝±0.313% 所以该仪表的精确度等级应选为0.2级。 2.仪表的基本误差和附加误差 仪表在全量程范围上各示值点的误差中，绝对值最大者。 基本误差 如，某仪表在全量程上各示值点的误差分别为0.1、0.15、-0.2、-0.1，则该仪表的基本误差为-0.2。 仪表的基本误差可表示为 标准表的示值 测量值 按折合误差的表示形式，仪表的基本误差可表示为 —仪表的量程。 若仪表未在规定的正常工作条件下工作，或由外界条 件变动（如环境温度的变化、电源电压波动、外部干 扰等）引起的额外误差，称为附加误差。 附加误差 校正数=标准值－读数 例1-2：有二支工业温度计，其刻度范围和精度分别为 A表 0-800℃ 1.0级， B表-50-400℃1.5级，试问：哪个温度计精度等级高、允许误差小；要求测温误差不超过±7℃时，应选用哪个温度计？ 解： A表1.0级小于B表l.5级，A表精度等级高，A表允许误差±1.0%，且测量范围大。B表允许误差±1.5%，且测量范围小，从仪表性能指标来选，通常选A表优于B表。 允许误差绝对值： 选用B表较为合理 正确选择仪表的量程范围、精度等级应视具体要求而定，不能一概而论。 例1-3 某待测水头约为90米,现有0.5级 ， 和1.0级的两块压力表，问用哪一块压力表测量较好？ 解: 用0.5级的压力表测量90米水头时的最大误差 相对误差为： 用1.0级的压力表测量90米水头时的最大误差 相对误差为： 例2 说明并不是表的精度越高，测量精 度就越高，应选择被测量在2/3满量程处 的线性仪表！！ 3．变差 在规定的使用条件下，使用同一仪表进行正行程和反行程测量时，在相同示值点上，正反行程测量值之差的绝对值称为此刻度点的变差。 定义： 在全量程范围内，仪表各刻度点的变差中的最大者称为仪表的变差（也称滞后误差或回差） 图1-2 变差 用折合误差的表示形式： 4．重复性 在同一工作条件下，按同一方向对同一被测量进行多次重复测量时，所得的多个测量值的一致程度称为重复性。 5．灵敏度和不灵敏区 灵敏度是指仪表感受被测参数变化的灵敏程度。 是稳态下，仪表输出信号的变化增量 与对应输入 信号的变化增量 的比值（即变化率），即 灵敏度 不能引起仪表输出变化的输入信号的范围，称为不灵敏区。 对于指示仪表，灵敏度就是指单位输入信号所引起指针的偏转角度或位移量。 灵敏度与分辨率 仪表的分辨率指仪表能响应的输入信号的最小变化也称灵敏度限。它与仪表的灵敏度是不同的。 不灵敏区 当特性曲线区间取得很小时，仪表（系统）的变差、灵敏度和不灵敏区存在下列关系 仪表变差=灵敏度×不灵敏区 6．非线性误差（线性度） 仪表输出－输入特性曲线与某一直线之间最大偏差量 （或其相对量 ）称为仪表的非线性误差， 也称线性度。 克服非线性误差的措施是： 在指针或模拟仪表上画成非线性（不均匀）刻度； 对数字式仪表系统中应采用线性化器。