过程测量及仪表 教学课件 ppt 作者 郭剑花 王锁庭 主编第一章 检测技术基础.pptVIP

第一章 检测技术基础 测量仪表广泛应用于工业生产、农业生产、国防建设、科学研究、对外贸易以及人民生活的各个领域之中，在石油生产中，从石油的开采、运输、加工直至贸易销售，测量仪表贯穿于全过程中，任何一个环节都离不开测量仪表，否则将无法保证石油工业的正常生产和贸易往来，在化工行业中，测量仪表失准，将造成各化学成分比例失调，无法保证产品质量，可能发生安全事故。 第一节 测量的基本概念 一、测量过程 在工业生产过程中，虽然所应用的测量方法及仪表种类很多，但从测量过程的实质来看，却都有相同之处。 各种测量仪表的测量过程，实质上包括两个过程，就是被测参数信号能量形式的一次或多次不断变换过程，以及将被测参数与其相应单位进行比较的过程。前者是实验过程，后者是计算过程，而过程测量仪表就是实现变换的工具。 二、测量误差 1．误差的概念 在测量过程中，由于被测参数能量形式转换过程存在各种各样的干扰因素造成能量损失，以及检测技术水平的限制（如观测者的技术熟练程度不同）等原因，必然使测量值和真实值之间存在着一定的差值，这个差值称为测量误差。 2．误差的分类 （1）根据误差的表示方式分 绝对误差 被测参数的测量值与被测量真值之间的差值 相对误差 被测参数的绝对误差△与被测量真值（或测量值）比值的百分数表示 引用误差 绝对误差△与仪表量程比值的百分数来表示 （2）根据误差的出现是否有规律分 系统误差 在同一测量条件下，多次重复测量同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差，简称系差。 随机误差 在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差或偶然误差，简称随差。 疏忽误差 疏忽误差是一种明显与实际值不符的误差，简称粗差，又称粗大误差。 （3）根据误差来源分 仪器误差 仪器误差是由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等环节不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。 影响误差 影响误差是指由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。 理论误差和方法误差 由于测量原理带来的（如数字化测量的量化误差），或者由于测量计算公式的近似，致使测量结果出现的误差称为理论误差。 人身误差 人身误差是由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任所造成的。 （4）根据被测量随时间变化的速度分类 静态误差 静态误差是指在测量过程中，被测量随时间变化很缓慢或基本不变时的测量误差。 动态误差 动态误差是指在被测量随时间变化很快的过程中，测量所产生的附加误差。 三、测量方法 1.根据获得测量结果的程序不同分 直接测量 间接测量 2.根据测量原理分 偏差法 零位法 微差法 第二节 检测仪表的基础知识 一、测量仪表的品质指标 1.测量范围和量程 测量范围 指测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。 量程 指测量范围的上限值和下限值的代数差。 2.精确度（简称精度） 精度 是描述仪表测量结果的准确程度的一项综合性指标。精度高低主要由系统误差和随机误差的大小决定。因此精度包含了准确度和精密度两个方面的内容。 准确度 表示系统误差的大小。系统误差越小，则准确度越高，即测量值与实际值符合的程度越高。 精密度 表示随机误差的影响。精密度越高，表示随机误差越小。随机因素使测量值呈现分散而不确定，但总是分布在平均值附近。 3.线性度 线性度 是实际测得的输出?输入特性曲线（称为校准曲线）与理论直线（拟合直线）的最大偏差与测量仪表的量程之比的百分数 4.变差（又称回差） 变差 是指仪表在上行程和下行程的测量过程中，同一被测变量所指示的两个结果之间的偏差。 5.灵敏度和灵敏限 灵敏度 是指输入量的单位变化所引起的输出量的变化。它表示仪表对被测变量变化反应的敏感程度。 灵敏限 能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。通常仪表的灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。 6.反应时间 反应时间表示仪表对被测量变化响应的快慢程度。 二、仪表的分类与组成 ?1．仪表的分类 2．仪表的组成 ?1．仪表的分类 按检测仪表所使用的能源分类，可以分为气动检测仪表、电动检测仪表和液动检测仪表； 按仪表组合形式，可以分为基地式检测仪表、单元组合检测仪表和综合控制检测装置； 按检测仪表安装形式，可以分为现场检测仪表、盘装检测仪表和架装检测仪表； 根据检测仪表有否引入微处理机（器）又可分为智能检测仪表与非智能检测仪表； 根据检测仪表信号的形式可分为模