仪表的特性
仪表的名词解释
仪表的名词解释导语：仪表是我们日常生活中常见的一个词汇，它既可以指代一种测量工具，也可以泛指仪器设备。
然而，仪表的定义远不止于此。
本文将从不同角度对仪表的含义进行解释，探索其在不同领域的广泛应用。
一、仪表的概念及分类仪表是指用于测量、检验、控制等目的的装置或工具。
根据其功能和用途，仪表可以分为物理仪表、化学仪表、生物仪表、电子仪表等多类，其中物理仪表和电子仪表较为常见。
1. 物理仪表：物理仪表主要用于测量物理量和性质，如长度、面积、质量、力、温度等。
典型的物理仪表包括尺子、测温计、天平等。
这些仪表通过定量的方法对物理现象进行观测，并提供准确的数值结果，为科学研究和工程实践提供重要的依据。
2. 电子仪表：电子仪表是指运用电子技术原理和器件制造的仪表设备。
在现代科技快速发展的时代，电子仪表的应用范围不断扩大，几乎涉及到各行各业。
例如，数字万用表、示波器、电子计算器等电子仪表在电子工程、通信工程以及信息技术领域都扮演着不可或缺的角色。
这些仪表的高精度、高速度和自动化特性，极大地提高了研究和生产效率。
二、仪表的功能与特点仪表作为测量、检测和控制的工具，具有以下功能和特点。
1. 测量功能：仪表可以准确地测量对象的物理量，如长度、质量、电流等。
通过提供准确的数值结果，仪表为科学实验、工程建设和生产流程提供了定量分析和参考依据。
2. 检测功能：仪表能够检测对象的状态和性质，如物体的温度、湿度、压力等。
通过对对象的检测，仪表可以提供及时的反馈信息，以便人们对状况进行调整和控制。
3. 控制功能：仪表可以根据测量或检测的结果，对被测量对象进行控制。
例如，在工业自动化中，温度控制仪表可以根据温度的变化，自动调节加热或降温设备，以达到恒温的目的。
通过控制功能，仪表在生产、环境和各种工程中起到了关键的作用。
仪表的功能不仅限于以上几个方面，根据实际应用需求，仪表还可以与其他设备和技术相结合，实现更多的功能与特性。
三、仪表在不同领域的应用案例仪表作为一种广泛应用的工具，几乎涵盖了所有领域。
仪表的特性有静态特性和动态特性
仪表的特性有静态特性和动态特性仪表的特性有静态特性和动态特性之分，它们所描述的是仪表的输出变量与输入变呈之间的对应关系。
当输人变量处于稳定状态时，仪表的输出与翰人之间的关系称为睁态特性。
这里仅介绍几个主要的静态特性指标。
至于仪表的动态特性，因篇幅所限不予介绍，感兴趣的读者请参阅有关专著。
1.灵敏度灵饭度是指仪表或装置在到达稳态后，输出增量与输人增量之比，即K=△Y/△X式中K —灵教度，△Y—输出变量y的增量，△X—输人变量x的增量。
对于带有指针和标度盘的仪表，灵敏度亦可直观地理解为单位输入变量所引起的指针偏转角度或位移盈。
当仪表的“输出一输入”关系为线性时，其灵放度K为一常数。
反之，当仪表具有非线性特性时，其灵敏度将随着输入变量的变化而改变。
2线性度一般说来，总是希望侧贴式液位开关具有线性特性，亦即其特性曲线最好为直线。
但是，在对仪表进行校准时人们常常发现，那些理论上应具有线性特性的仪表，由于各种因素的影响，其实际特性曲线往往偏离了理论上的规定特性曲线(直线)。
在高频红外碳硫分析仪检测技术中，采用线性度这一概念来描述仪表的校准曲线与规定直线之问的吻合程度。
校准曲线与规定直线之间最大偏差的绝对值称为线性度误差，它表征线性度的大小。
3.回差在外界条件不变的情况下，当输入变量上升(从小增大)和下降(从大减小)时，仪表对于同一输入所给出的两相应输出值不相等，二者(在全行程范围内)的最大差值即为回差，通常以输出量程的百分数表示回差是由于仪表内有吸收能量的元件(如弹性元件、磁化元件等)、机械结构中有间隙以及运动系统的魔擦等原因所造成的。
4.漂移所谓漂移，指的是在一段时间内，仪表的输人一愉出关系所出现的非所期望的逐渐变化，这种变化不是由于外界影响而产生的，通常是由于在线微波水分仪弹性元件的时效、电子元件的老化等原因所造成的。
在规定的参比工作条件下，对一个恒定的输入在规定时间内的输出变化，称为“点漂”。
发生在仪表测量范围下限值七的点漂，称为始点漂移。
仪器仪表名词解释
仪器仪表名称能特性performance characteristic确定仪器仪表功能和能力的有关参数及其定量的表述。
参比性能特性reference performance characteristic在参比工作条件下达到的性能特性。
范围range由上、下限所限定的一个量的区间。
注："范围"通常加修饰语。
例如：测量范围，标度范围。
它可适用于被测量或工作条件等。
测量范围measuring range按规定准（精）确度进行测量的被测量的范围。
测量范围下限值measuring range lower limit按规定准（精）确度进行测量的被测量的最小值。
测量范围上限值measuring range higher limit按规定准（精）确度进行测量的被测量的最大值。
量程span范围上限值与下限值的代数差。
例如：范围为-20℃至100℃时，量程为120℃。
标度scale构成指示装置一部分的一组有序的标度标记以及所有有关的数字。
标度范围scale range由标度始点值和终点值所限度的范围。
标度标记scale mark指示装置上对应于一个或多个确定的被测量值的标度线或其它标记。
注：对于数字示值，数字本身等效于标度标记。
零[标度]标记zero scale mark同义词：零标度线。
标度盘（板）上标有"零"数字的标度标记或标度线。
标度分格scale division任何两个相邻标度标记之间的标度部分。
标度分格值value of scale division又称格值。
标度中对应两相邻标度标记的被测量值之差。
标度分格间距scale spacing, length of a scale division沿着表示标度长度的同一线段上所测得的任何两个相邻标度标记中心线之间的距离。
标度长度scale length在给定的标度上，通过所有最短标记中点的线段在始末标度标记之间的长度。
注：此线段可以是实在的或假想的曲线或直线。
计量基本知识
3．容积式流量计：主要利用流体连续通过一定容积之后 进行流量累积的原理。属于这类流量计的有椭圆齿轮流 量计和腰轮流量计。适用于高粘度介质流量的测量，如 齿轮、腰轮流量计。 4．其它类型流量计：如基于电磁感应原理的电磁流量计、 涡街流量计等。
二、差压式流量计
差压式流量测量方法，是根据伯努利方程提供
当热电偶热端和冷端 的温度不同时，回路 就会产生一定大小的 热电势，这种物理现 象称为热电效应。热 电势的值与热电偶的 金属材料性质和冷热 端之间的温度差有关， 而与热电极的长度和 直径无关。如图所示。
热电偶正在大量地被铠装热电偶所替代，这是因为铠装热 电偶有以下特点： （1）测量反应速度快。 （2）可弯曲性能好，方便安装和测量 （3）使用寿命长。 （4）抗振性能好。
b 仪表误差 仪表的准确度是用仪表误差的大小来说明其指示值与被 测量真值之间的符合程度，误差越小，准确度越高。 仪表的准确度用仪表的最大引用误差 （即仪表的最 大允许误差 ）来表示，即
仪表误差是对仪表在其测量范围内测量好坏的整体评价。
C 仪表精度等级a（去掉仪表误差的正负号和”%“）仪表精度等 级是按国家统一规定的允许误差大小来划分成若干等级的。 仪表的精度等级越小，仪表的测量准确度越高。目前中国生 产的仪表的精度等级有
校验压力表应注意哪些事项？ 应在5~30℃室温下进行； 被检表的指针轴应位于刻度盘孔中心，当轻敲表壳指 针位置不变动的情况下，再往校验器上安装被检表。 标准表与被检表安装后，两个表的指针轴应高度相等， 以免由于液位不同造成指示误差，否则哪一表指针轴 的位置底，哪个表的指示值就会偏大。 校验中观察被检表指针动态，校对读数时，先对准标 准表刻度，再从被检表上看误差数值。
化工仪表工题库
化工仪表工题库1. 仪表基础知识1.1 仪表的定义和作用仪表是用于测量、检测、控制和调节过程中各种物理量的设备。
在化工生产中，仪表起到了至关重要的作用，它们可以帮助工程师监测和控制各种参数，确保生产过程的稳定性和安全性。
常见的化工仪表包括压力计、温度计、液位计、流量计等。
1.2 仪表的分类和特点仪表可以根据其测量原理、工作原理和适用范围进行分类。
按照测量原理可以分为机械式仪表、电子式仪表、光电仪表等；按照工作原理可以分为指示仪表、控制仪表和记录仪表等；按照适用范围可以分为常压仪表、高压仪表、超高压仪表等。
仪表的特点包括精度高、可靠性强、稳定性好、适应环境广泛等。
在化工生产中，由于工艺参数的复杂性和严格性，仪表的准确性和可靠性非常重要。
1.3 仪表的安装和维护要点在安装仪表时，需要注意以下要点：•确保仪表与被测量参数之间的密封性，以防止泄漏和误差；•选择适当的安装位置，避免受到振动、温度变化以及其他干扰因素的影响；•进行正确的接线和连接，保证信号的传输和处理的准确性。
在日常维护中，需要注意以下要点：•定期检查和校准仪表，确保其准确性；•清洁和保养仪表，避免灰尘和腐蚀物的堆积；•及时更换磨损的部件，确保仪表的正常工作。
2. 常见化工仪表及其工作原理2.1 压力计压力计是用于测量压力的仪表。
常见的压力计有压力表、差压计和压力变送器等。
它们的工作原理分别是通过弹簧、弯管、电阻应变效应等来实现对压力的测量和转换。
2.2 温度计温度计是用于测量温度的仪表。
常见的温度计有温度计、热电偶和红外线温度计等。
它们的工作原理分别是通过液体膨胀、热电效应和红外线辐射来实现对温度的测量。
2.3 液位计液位计是用于测量液位的仪表。
常见的液位计有浮子式液位计、压力式液位计和雷达式液位计等。
它们的工作原理分别是通过浮子的浮力、压力的变化和电磁波的反射来实现对液位的测量。
2.4 流量计流量计是用于测量流体流量的仪表。
常见的流量计有涡轮流量计、电磁流量计和超声波流量计等。
过程控制仪表.详解
过程控制 3、按结构形式分类
单元组合式仪表 基地式仪表 集散型计算机控制系统
现场总线控制系统
过程控制
单元组合式仪表： 根据控制系统各组成环节的不同功能和使用要求，将仪表做 成能实现一定功能的独立仪表（称为单元），各个仪表之间 用统一的标准信号进行联系。 将各种单元进行不同组合，可以构成多种多样、适用于各种不 同场合需要的自动检测或控制系统。 有电动单元组合仪表（DDZ）和气动单元组合仪表（QDZ）两 大类。都经历了I型、II型(010mA) 、III型(420mA, 15v)的 三个发展阶段。
最简单的电动执行器称为电磁阀
其它连续动作的电动执行器都使用电动机作动力元件，将
调节阀的信号转变为阀的开度 + 伺服电动机 伺服放大器 －
减速器
位置发生器
电动执行机构的构成框图
三、调节阀的气开和气关
1、执行机构与调节机构的组合
过程控制
气开阀：在有信号压力输入时阀打开、无信号压力时阀全关 气关阀：在有信号压力时阀关闭，无信号压力时阀全开 从控制系统角度出发，气开阀为正作用，气关阀为反作用
4、数学运算
过程控制
当检测信号与被控变量之间有一定的函数关系时，需要进行数 学运算获得实际的被控变量数值。
5、信号报警
如果检测变送信号超出工艺过程的运行范围，就要进行信号 报警和连锁处理。
6、数字变换
例如快速傅里叶变换、小波变换； 在计算机控制系统中，模数转换和数模转换时经常使用的。
3.3 执行器
过程控制
温度变送器 压力变送器 将各种被测参数变换成相 应的标准统一信号传送到 接收仪表或装置，以供显 示、记录或控制
仪表基础知识介绍
玻璃板液位计
根据连通器原理，将容器内介质液体引至外部玻璃板液位计内，通过透明玻璃直接显示容器内液位实际高度。
钢带式液位计
钢带浮子式液位计 罐内有浮子，有导向绳 外壁常见的有两种液位指 示一种为带磁性的摆锤。 带磁翻板指示。 还一种是能够直接显示高 度的带数字的钢带。
特殊仪表
振动监视仪表 振动轴位移检测
液位料位仪表
差压液位变送器双（法兰液位计） 电浮筒式液位 磁翻板液位计 玻璃板液位计 钢带式液位计 雷达液位计 超声波液位计 深度液位计 核辐射料位计
差压液位变送器双法兰液位计
利用对测量介质的两点之间由于存在液位高度所产生 的压差进行测量的变送器仪表。 双法兰属于一种特殊的差压变送器。
电浮筒液位计
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热电偶
热电偶
01
02
热电偶产生热电势的条件是两热电极材料相异、两接点温度相异。
热电偶
温度变送器
温度变送器的作用: 是将检测的热电偶或则热电阻等温度信号转变为标准的仪表信号如 4-20mADC,或者1-5VDC.
温度开关
温度开关 传统的温度开关多为机械式，其分为：蒸气压力式温控器、液体膨胀式温控器、气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器。
压力仪表
最具有代表性的压力变送器： 1、EJA川仪横河通讯时叠加Brain或Hart协议的数字信号。 2、Rosemount通讯时叠加Hart协议的数字信号。 通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。
压力仪表—压力变送器
艾默生公司生产的375手操器
压力仪表
常见的调节阀气源信号： 20-100KPa 40-200KPa 80-240KPa 气缸阀气源压力一般不低于450KPa
什么是电工仪表？有哪些类型？主要技术特性有哪些？
什么是电工仪表？有哪些类型？主要技术特性有哪些？电工仪表是用来测量电流、电压、电阻、电能、功率、相位角、频率等电气参数的仪表。
常用的电工仪表有电流表、电压表、电能表、钳形表、绝缘电阻表、万用表、数字万用表等。
常用电工仪表种类繁多，有多种不同的分类方法，通常可分为以下四种类型。
1）指示仪表：在电工测量领域中，指示仪表品种最多，应用最为广泛，其分类方法如下：①按工作原理分类：磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系仪表等类型。
②按被测量分类：电流表、电压表、电能表、功率表、绝缘电阻表等类型。
③按使用方法分类：便携式和安装式仪表。
④按准确度等级分类：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等7个准确度等级类型的仪表。
⑤按使用条件分类：A、B、C3组类型的仪表。
⑥按仪表防御外界条件分类：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型。
2）比较仪表：比较仪表用于比较测量中，它包括各类交、直流电桥及直流电位差计等。
比较法测量准确度高，但操作比较复杂。
3）图示仪表：图示仪表主要用来显示两个相关量的变化关系，这类仪表直观效果好，常用的有示波器。
4）数字仪表：数字仪表是采用数字测量技术，将被测的模拟量转换成为数字量，直接读出，常用的有数字电压表、数字万用表等。
电工仪表的主要技术特性有哪些？技术特性是衡量电气测量指示仪表质量的主要技术指标，不同种类、不同用途的仪表所应具备的技术特性，在国家有关标准中都作了明确规定。
对电工指示仪表主要有以下几个方面的要求：①有足够的准确度；②有合适的灵敏度；③仪表本身消耗的功率小；④有良好的读数装置；⑤有良好的阻尼；⑥有足够的绝缘强度和过载能力。
仪表的准确度是指仪表在规定条件下工作时，可能产生的最大误差占满刻度的百分数。
它是用来表示基本误差大小的，基本误差越小，表明仪表的准确度就越高。
各级仪表的准确度等级和基本误差见表。
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传输通道：仪表各环节输入与输出信
号之间的联系。
主要有：导线、管道、光导管、无线电通 信等。
测量仪表的选用
➢正确选用仪表的测量特性 ➢充分考虑仪表的使用条件 ➢合理考虑仪表的经济性
小结
• 1、掌握测量定义、单位，了解测量的分 类。
• 2、掌握测量误差的表示方法、误差的几 种分类（尤其是按特征规律分类）。
3灵敏限与死区
• 灵敏限：使仪表示值产生可察觉的最小变 化△Ymin的最小输入变化量△Xmin，称为 仪表的灵敏限。它说明仪表可测量的最小 的输入值。
• 死区：不会引起仪表示值变化的被测量的 变化范围称为仪表的死区或不灵敏区。
4．分辨率
分辨率：指其指示装置可以辨别所指示的紧密 相邻量值的能力。
数字测试系统：输出显示系统的最后一位所代 表的输入量
模拟测试系统：输出指示标尺最小分度值的一 半所代表的输入量
分辨率是分辨力与整个测量范围的百分 比。表明测试装置的相对分辨能力
5.变差（迟滞）
变差：亦称滞后量、滞后或回程误差，表征测量系统在全量程范围内，输入量由 小到大(正行程)和由大到小(反行程)两者静态特性不一致的程度。、
H
y
H
H max 100 % yFS
1.4仪表的特性
一、测试系统的基本要求
理想的测试系统应该具有单值的、确定的输 入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一 的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定 另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。
线性 y
线性 y
非线性yxxx静态特性指标
1. 灵敏度S：是仪器在静态条件下响应量的变化
YFS
正行程工作曲线
△Hmax
反行程工作曲线
0
XFS
x
6.线性度
线性度：是指测量系统的实际输入输出特性曲线对 于参考线性输入输出特性的接近或偏离程度，用实 际输入－输出特性曲线对参考线性输入－输出特性 曲线的最大偏差量与满量程的百分比来表示。即
其中：
L ΔLmax YFS 100 %
L －－线性度
• 3、了解粗大误差的剔除法则。 • 4、仪表的特性、检测系统的组成和功用。
△x
△y
△x
0 (a)
x0
(b)
x
2、示值范围、量程、测量范围和动态范围
示值范围是显示装置上最大与最小示值的范围。 当仪器有多档量程时，用标称范围取代示值 范围。 量程指标称范围两极限值之差的模。 • 如：温度计下限-30，上限80，则量程为110。
2、示值范围、量程、测量范围和动态范围
测量范围又称工作范围，指测量仪器的误差 处在规定极限内的一组被测量的值。一般小 于或等于标称范围。 动态范围是仪器所能测量的最强信号和最弱 信号之比。 • 测量范围可以随着输入信号的衰减或增益而 改变，但动态范围不变。
诸如：温度、压力、浓度、流量、位移、 流速等。
对传感器的要求：
1，灵敏度高。 2，直线性好。 3，测量范围大。 4，分辨能力高，可测出被测信号的最小 增量。
5，精度高，误差小。 6，稳定性好。
传感器的应用
光传感器--------鼠标
声音传感器的应用------话筒
力传感器的应用-----电子秤
YFS
－－满量程
ΔLmax －－最大偏差
显然 L 越小，系统的线性程度越好，实际工作 中经常会遇到非线性较为严重的系统，此时，可以 采取限制测量范围或非线性放大器等技术措施来提 高系统的线性度。
y
实际工作曲线
参考工作曲线 YFS
△Lmax
0
x
测量系统的动态特性
系统对激励（输入）的响应（输出）特性。一 个动态特性好的测量系统，其输出随时间变化的 规律（变化曲线），将能同时再现输入随时间变 化的规律（变化曲线），即具有相同的时间函数。
力-------电阻变化--------电压变化
电子测量电路
作用：将传感器的输出信号进行变换。 例如：放大、线性化。 要求：处理信号时，尽量减少损失
显示器
1原理：非电量-------→电参数-------→指示或记录 2作用：显示瞬时值、累积值、越限报警显示。
➢模拟式显示元件：缓慢变化的参数 ➢数字式显示元件：迅速变化的参数 ➢屏幕式显示元件
测量系统应保证系统的信号输出能精确地反映 输入。对于一个理想的测量系统应具有确定的输 入与输出关系。
指标：响应时间和极限频率
• 响应时间：从被测量开始变化，到仪表示值进入 最终值的规定范围内所需要的时间。仪表的响应 时间应小于被测量的变化周期。
• 响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。
• 极限频率：仪表的有效工作频率，在这个频率以 内仪表的动态误差不超过其允许值。
测量仪表的组成与功用
测试系统是执行测试任务的传感器、仪器 和设备的总称，由传感器、中间变换装置、显 示记录等环节组成。
简单测试系统(光电池)
V
传感器：直接与被测对象发生联系，它的
作用是感受被测量的大小后输出一个相应的 信号。
△y和与之相对应的输入量变化△x的比值。 如果激励和响应都是不随时间变化的常量(或变
化极慢，在所观察的时间间隔内可近似为常量)， 依据线性时不变系统的基本特性，则有：
s y x y x 常数
当特性曲线呈非线性关系时，灵敏度的表达式 为：
s lim y x dy dx x0
y
y
△y
△x△y