检测仪表基本知识罗 1.ppt

化工仪表及自动化 测量过程与测量误差 秒的定义 古代天文学家及物理学家利用观测日影的变化或水位的变化来计时。随着科技进步，近代科学家发明单摆钟及石英振荡器，利用单摆或石英晶体的振荡周期来计时。但上述计时方式易受环境、温度、材质、电磁场甚至观测者观测角度等影响，稳定度不佳，须由天体（地球自转、公转、月球公转）周期来校正 二十世世纪中叶，由于量子力学的发展以铯原子(133)的原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。 千克的定义 以铂铱合金制成、底面直径为39毫米、高为39毫米的国际千克原器（圆柱体）的质量被规定为1千克。目前它保存在法国巴黎的国际计量局里。 一米是怎样定义的 国际单位制中长度的单位，是七个基本单位之一。1983年被定义为光在真空中1/299792458秒的时间内所通过的距离。（第17届国际计量大会，第一号决议）  测量过程与测量误差 测量过程与测量误差 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 检测仪表的品质指标 例题分析 第三章 检测仪表与传感器 概述 压力检测及仪表 流量检测及仪表 物位检测及仪表 温度检测及仪表 3.1.1 检测过程与测量误差 检测 过程 参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的 变换、实验和计算找到被测量的值。 被测 显示、控制仪表(装置) 变量 传感器 参数检测的基本过程 被测对象 变送器 ℃ Pa m …… 1～5VDC 4～20mA 0～10mA …… 标准信号 mV Hz uA …… 微弱信号 非线性 被测量 传感器 变送器 显示、控制 仪表(装置) 测量是用实验的方法,求出某个量的大小。 举例 测一段导线的长度 直接测量 间接测量 测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 2 测量误差：由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参数的真实值之间的差距。 测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类： 系统误差 疏忽误差 偶然误差 3 绝对误差 xI：仪表指示值, xt：被测量的真值 由于真值无法得到 x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值 相对误差 4 5 1.测量仪表的准确度（精确度） 说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是，仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。 两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围 相对百分误差δ 允许误差 6 仪表的精确度 一台0～1000kPa的压变，其最大绝对误差10kPa(在整个量程范围内)另一台0～400kPa的压变，其最大绝对误差5kPa， 哪台精度更高？ 虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。 由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差: 仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。 8 举例 例1-1　某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分误差与准确度等级。 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。 例2. 某台测温仪表的测温范围为200～1000℃,工艺上要求测温误差不能大于±5℃,试确定应选仪表的准确度等级。 解:工艺上允许的相对百分误差为 要求所选的仪表的相对百分误差不能大于工艺上的δ允,才能保证测温误差不大于±5℃,所以所选仪表的准确度等级应为0.5级。当然仪表的准确度等级越高,能使测温误差越小,但为了不增加投资费用,不宜选过高准确度的仪表。 32 例3：某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1％，现有两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，其中一台仪表的测量范围是0～100℃，另一台仪表的测量范围是0～200℃，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。 解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|△max|＝80×1％＝0.8℃ 测量范围为0～100℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|1＝100×0.5％＝0.5℃ 测量范围为0～200℃的