检测仪表与传感器

果的准确程度。但是仅凭绝对误差和相对误
差来评价一台仪表的准确与否还是不够的。

因为仪表的测量范围各不相同，即使有
相同的绝对误差，也不能说两块仪表一样准
确。在仪表测量范围内各点绝对误差也不相
同，相对误差也不是一个定值，它们将随被
测量值的大小而改变。特别是当测量值趋于
零时，相对误差在理论上将趋于无穷大。所
（2）附加误差 为仪表在偏离规定的正常 工作条件下使用时附加产生的误差。此时仪 表的实际误差等于基本误差与附加误差之和。
由于仪表在工作条件改变时会产生附加误差， 所以使用时，应尽量满足仪表规定的工作条 件。
二、检测仪表的基本知识
（一）检测仪表的分类

检测仪表是实现变量检测的工具。
它有多种分类方法。
手段本身精确度的限制以及各种不可控
制的偶然性因素的影响，是一种不可避
免的误差，但却具有一定的分布规律，
可用数理统计的方法进行识别。
2．按误差的表示方式分 可分为绝对误差、 相对误差和引用误差。
（1）绝对误差 为仪表指示值xi与被测量 真值xt之间的差值。但由于真值无法获得， 所以常用精度较高的标准表的测量值x0代替。 它是以被测量单位表示的误差，可表示为：
以亦无法用相对误差来衡量仪表的准确程度。
所以，工业上常用仪表的“引用误差”来表
示其测量的准确程度。
（3）引用误差 也叫相对百分误差，是仪 表指示值的绝对误差与仪表量程之比的百分 数，可表示为：

（3-3）
式中 e——仪表的绝对误差；
E引——仪表的引用误差；

RS——仪表的量程（RS= xmax－xmin ）。
味着仪表既精密、又准确，即随机误差和系统
误差都小。精度等级确定后，仪表的允许误差
也就随之确定了。仪表的允许误差在数值上等
于“±精度%”。 例如精度为1.5级的仪表，其
最大允许误差的引用误差形式为E表允=±1.5％， 如果该仪表的量程为4MPa，则根据式3-3，仪
表允许误差的绝对形式为
e表允= E表允×RS=±1.5％×4=±0.06（Mpa）。

其中，xmax与xmin是仪表量程的上
限值与下限值。例如，一温度计的测量
范围为（-50～250）℃，则其量程为
300℃。对于测量下限为零的仪表，其
量程就是测量范围的上限值，普通压力
表就是如此。
3．按误差的测试条件分 可分为基本误差 和附加误差。
（1）基本误差 是仪表在规定的正常条件 （如温度、湿度、振动、电源电压、频率等） 下工作时，仪表本身所具有的误差。
（2）过失误差（又叫疏忽误差） 过失误 差是由于测量者在测量过程中疏忽大意造 成的。比较容易被发现，可以避免。
（3）随机误差（又叫偶然误差） 就是在 同样条件下反复测量多次，每次结果均不 重复的误差。这种误差是由偶然性因素引 起的，不易被发觉和修正。

系统误差和过失误差是可以避免也
是必须避免的，而随机误差则由于测试
测量误差有多种分类方法：
1．按误差出现的规律来分 可分为系统误差、 过失误差和随机误差三类。
（1）系统误差（又叫规律误差） 即大小和 方向均不改变的误差。产生这种误差的原因， 主要是仪表本身的缺陷、观测者的习惯或偏 向、单因素环境条件的变化等。这种误差在 测量中是容易消除和修正的，因为它有规律。

下面通过例题来说明确定仪表精度和选择
仪表精度的方法。
【例题3-1】某台温度检测仪表的测温范围 为（100～600）oC，校验该表时得到的最 大绝对误差为3oC，试确定该仪表的精度等 级。
第一节 概述
一、测量过程与测量误产过程中，变量的测量方法很多。但
从测量过程的实质来看，不论哪一种测量仪表，
被测变量都需经过一次或多次信号能量形式的
转换，最后获得一种便于测量的信号能量形式， 通过指针位移或数字的形式显示出来。所以各 种检测仪表的测量过程，实质上就是被测变量 信号能量的不断变换和传递，并将它与相应的
1．根据敏感元件与被测介质是否接触 可分为接触式检测仪表和非接触式检测 仪表。
2．按精度等级及使用场合的不同 可分为 标准仪表、范型仪表及实用仪表，分别用于 标定室、实验室和现场。
3．按被测变量分类 可分为压力检测仪表、 物位检测仪表、流量检量仪表、温度检测仪 表、成分分析仪表等。本章我们就按这种分 类方法将内容展开。
级来表示。是按照仪表的精确度高低划分的
一系列标称值。国家规定的仪表精度等级有：
Ⅰ级标准表——0.005、0.02、0.05；
Ⅱ级标准表——0.1、0.2、0.35、0.5；
一般工业用仪表——1.0、1.5、2.5、4.0。

所以，利用仪表最大引用误差求取的精
度还需系列化。

仪表精度等级值越小，精确度越高，就意

e＝xi－xt≈xi－ｘ0
（3-1）
显然，绝对误差只能表示指示值误差的
大小，而无法表示测量结果的可信程度，也
不能用来衡量不同量程同类仪表的准确度。
（2）相对误差 为仪表指示值的绝对误差 与标准表读数之比，用符号E表示。
E=e/ x0
（3-2）
它是一个无量纲值，表示仪表在x0处的相对 误差。相对误差比绝对误差更能说明测量结
（二）检测仪表的品质指标

仪表的品质指标是评价仪表质量优
劣的重要依据，也是正确选择和使用仪
表所必须具备的知识。工程上常用以下
指标来衡量。
1．精确度（准确度）

仪表的精确度简称精度，是表示测
量结果与真值一致的程度。

仪表的精度，是仪表最大引用误差
去掉正负号和百分号后的数值。

化工仪表的精确度常用仪表的精度等
测量单位进行比较的过程。而检测仪表就是实
现这种比较的工具。
例如玻璃管温度计；
而温度控制中各种中、高温温度的测量， 常利用热电偶的热电效应，把被测温度 （热能）转换成直流毫伏信号（电能）， 然后变为毫伏检测仪表上的指针位移， 并与温度标尺相比较而显示出被测温度 的数值。
（二）测量误差
测量的目的是希望获得被测变量的 “真实值”。但是无论怎样努力（包括 从原理、测量方法和仪表精度等方面）， 都只能是尽量接近却无法测得“真实 值”。也就是说，测量值与真实值之间 始终存在着一定的差值。这个差值就是 测量误差。