检测仪表基本知识.

检测仪表基本知识18:21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。18:2118:2118:21温度检测Cu5018:21DS18B20TO-92温度传感器DS18B20测温模块温度探头温度检测18:21压力检测压力表福禄克Fluke-700G06，-100PSIG液压气动压力表18:21流量检测电磁流量计孔板流量计涡轮流量计18:21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。18:21绝对误差tIxxxI：仪表指示值,xt：被测量的真实值0xx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ttIxxxxxxx或00018:21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ttIxxxxxxx或000相对误差0xx=4.05-4.0=0.05m=0.05/4.0=1.25%18:21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18:21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18:211.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。18:21%100max标尺下限值标尺上限值相对百分误差δ允许的相对百分误差%100标尺下限值标尺上限值差值仪表允许的最大绝对误允量程：仪表的标尺上限值与下限值之差。相对百分误差δ=最大绝对误差/量程*100%允许误差δ允=±允许的最大绝对误差/量程*100%18:21仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的δ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0~1000℃的测温仪表，它的最大误差为±5℃精度为0.5，测量范围为0~100℃的测温仪表，它的最大误差为±0.5℃18:21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1.51.0如：高精度等级低0.02，0.050.5，1.01.5，2.5，4.0标准仪表用准确测量用一般工业用要求不高18:212.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%100标尺下限值标尺上限值最大绝对差值变差18:213.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。灵敏度为零18:214.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。18:215.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%100max仪表量程ff式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax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）。18:216.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%100max仪表量程ZZ18:21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0～10mA4～20mA、阻抗信号、频率信号）光信号（光通信信号）18:21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。18:21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）18:211.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/℃050100150200输出信号/mA正行程读数x正正行程读数x反44.0288.1012.0112.1016.0116.092020.01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。234输入下限值输入上限值输出下限值）温度值（输出上限值I)(840200)420(50mAI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Δ正与Δ反,并算出正、反行程之差Δ变,分别填入下表内(计算Δ变时可不考虑符号,取正值)。输入信号/℃050100150200输出信号/mA正行程读数x正反行程读数x反标准值44.02488.10812.0112.101216.0116.09162020.0120绝对误差/mA正行程Δ正反行程Δ反00.0200.100.010.100.010.0900.01正反行程之差Δ变0.020.100.090.080.0125(3)由上表找出最大的绝对误差Δmax,并计算最大的相对百分误差δmax。由上表可知)(10.0maxmA%625.0%10042010.0max去掉δmax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δmax已超过0.5级表所允许的δ允,故该表的准确度等级为1.0级。26%625.0%100420max变变(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Δ变max超过了绝对误差Δmax,则应以Δ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Δfmax=0.10,故线性度δf为%625.0%10042010.0%100max仪表量程ff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。282.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%625.0%10020010005允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。29