,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,检测仪表基本知识,05:58,测量,从,信息论,角度讲,，,测量,就是,获得信息,的过程。,在科研、生产和军事等领域，检测是必不可少的过程。,通常所讲的检测是指使用专门的,工具,，通过,实验,和,计算,，进行,比较,，找出被测参数的,量值,或判定被测参数的,有无,。,05:58,常见的测量工具,05:58,05:58,温度检测,Cu50,05:58,DS18B20 TO-92,温度传感器,DS18B20,测温模块,温度探头,温度检测,05:58,压力检测,压力表,福禄克,Fluke-700G06,，,-100 PSIG,液压 气动 压力表,05:58,流量检测,电磁流量计,孔板流量计,涡轮流量计,05:58,测量误差,原因,仪表本身,安装不当,测量中的动态误差,一切测量都有误差，误差自始至终存在于所有科学实验中。,05:58,绝对误差,x,I,：仪表指示值,x,t,：被测量的真实值,由于真值无法得到,x,：被校表的读数值，,x,0,：标准表的读数值,相对误差,05:58,比如：一段,4,米长的绳子，仪表测量是,4.05,米，则这个仪表的绝对误差和相对误差是？,绝对误差,相对误差,=4.05-4.0=0.05m,=0.05/4.0=1.25%,05:58,检测仪表的品质指标,准确度（精确度）,恒定度,灵敏度与灵敏限,反应时间,线性度,重复性,05:58,测量范围和量程,测量范围,测量下限,测量上限,量程,=,测量上限值测量下限值,05:58,1.,测量仪表的准确度（精确度）,两大影响因素,绝对误差,和,仪表的量程,说明：仪表的测量误差可以用绝对误差,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,max,。,05:58,相对百分误差,允许的相对百分误差,量程：仪表的标尺上限值与下限值之差。,相对百分误差,=,最大绝对误差,/,量程*,100%,允许误差,允,=,允许的最大绝对误差,/,量程*,100%,05:58,仪表的,允,越大,，表示它的,精确度越低,；反之，仪表的,允,越小，表示仪表的精确度越高。,目前常用的,精确度等级,有,0.005,，,0.02,，,0.05,，,0.1,，,0.2,，,0.4,，,0.5,，,1.0,，,1.5,，,2.5,，,4.0,等。,例：,0.5,级，表示最大百分误差不超过,0.5%,精度为,0.5,，测量范围为,01000,的测温仪表，,它的最大误差为,5,精度为,0.5,，测量范围为,0100,的测温仪表，,它的最大误差为,0.5,05:58,准确度等级数值越小,，就表征该仪表的准确度等级越高，仪表的,准确度越高,。,工业,现场用的,测量仪表,，其准确度大多在,0.5,级以下,。,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。,举例,1.5,1.0,如：,高,精度等级,低,0.02,，,0.05,0.5,，,1.0,1.5,，,2.5,，,4.0,标准仪表用,准确测量用,一般工业用,要求不高,05:58,2.,检测仪表的恒定度,图,1-1,测量仪表的变,差,同一仪表,正反行程指示值之间存在差值,05:58,3.,灵敏度与灵敏限,仪表的灵敏限,是指能,引起,仪表,指针,发生,动,作的被测参数的,最小变化量,。通常仪表灵敏限的数值应,不大于,仪表,允许绝对误差,的,一半,。,注意：,上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中，往往用分辨率表示。,死区,(,不灵敏区,),输入变化不致引起输出,可察觉,变化的区间。,灵敏度为零,05:58,4.,反应时间,反应时间,就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。,仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表,动态特性,的好坏。,05:58,5.,线性度,线性度,是表示线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。通常总是,希望,测量仪表的,输出,与,输入,之间呈,线性关系,。,图,1-2,线性度示意图,式中，,f,为线性度（又称非线性误差）；,f,max,为校准曲线对于理论直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。,05:58,6.,重复性,重复性,表示检测仪表在被测参数按同一方向作全量程连续,多次变动,时所得标定,特性曲线不一致的程,度。若标定的特性曲线一致,重复性就好,重复性误差就小。,图,1-3,重复性示意图,05:58,位移信号（线位移、角位移）,压力信号（,20,100KPa,）,电气信号（电压信号,0,5V,、电流信号,0,10mA 4,20mA,、阻抗信号、频率信号）,光信号（光通信信号）,常见信号类型,05:58,模拟信号,在,时间,上是,连续变,化的。,数字信号,离散,的、,不连续,的信号。,开关信号,两个状态、不连续。,信号类型,05:58,按所测参数不同：温度、压力、流量、物位检测仪表、成分分析仪表。,表达示数的方式不同：指示、记录、讯号。,按精度等级：实用仪表、范型仪表、标准仪表,按适用场合：现场、实验室、标定室。（防护等级、防爆等级、安装维护、精度）,检测仪表的分类,05:58,例题分析,1.,某台具有线性关系的温度变送器,其测温范围为,0,200,变送器的输出为,4,20mA,。对这台温度变送器进行校验,得到下列数据,:,输入信号,标准温度,/,0,50,100,150,200,输出信号,/mA,正行程读数,x,正,正行程读数,x,反,4,4.02,8,8.10,12.01,12.10,16.01,16.09,20,20.01,试根据以上校验数据确定该仪表的变差、准确度等级与线性度。,23,解,:,该题的解题步骤如下。,(1),根据仪表的输出范围确定在各温度测试点的输出标准值,x,标。任一温度值的标准输出信号,(mA),为,例如,当温度为,50,时,对应的输出应为,其余类推。,(2),算出各测试点正、反行程时的绝对误差,正,与,反,并算出正、反行程之差,变,分别填入下表内,(,计算,变,时可不考虑符号,取正值,),。,输入信号,/,0,50,100,150,200,输出信号,/mA,正行程读数,x,正,反行程读数,x,反,标准值,4,4.02,4,8,8.10,8,12.01,12.10,12,16.01,16.09,16,20,20.01,20,绝对误差,/mA,正行程,正,反行程,反,0,0.02,0,0.10,0.01,0.10,0.01,0.09,0,0.01,正反行程之差,变,0.02,0.10,0.09,0.08,0.01,25,(3),由上表找出最大的绝对误差,max,并计算最大的相对百分误差,max,。由上表可知,去掉,max,的,“,”,号及,“,%,”,号后,其数值为,0.625,数值在,0.5,1.0,之间,由于该表的,max,已超过,0.5,级表所允许的,允,故该表的准确度等级为,1.0,级。,26,(4),计算变差,由于该变差数值在,1.0,级表允许的误差范围内,故不影响表的准确度等级。注意若变差数值,变,max,超过了绝对误差,max,则应以,变,max,来确定仪表的准确度等级。,27,(5),由计算结果可知,非线性误差的最大值,f,max,=0.10,故线性度,f,为,注意,在具体校验仪表时,为了可靠起见,应适当增加测试点与实验次数,本例题只是简单列举几个数据说明问题罢了。,28,2.,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,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。,29,END,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,