检测仪表与传感器优秀课件

仪表的精确度不仅与绝对误差有关，而且还与仪表的测量范围有 关。因此，工业上经常将绝村误差折合成仪表测量范围的百分数表 示。称为相对百分误差δ，即
仪表的测量范围上限值与下限值之差，称为该仪表的量程。
根据仪表的使用要求，规定一个在正常情况下允许的最大误差， 这个允许的最大误差就叫允许误差。允许误差一般用相对百分误差 来表示，即某一台仪表的允许误差是指在规定的正常情况下允许的 相对百分误差的最大值，即
6. 反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反应出参数变化的品质指 标。
仪表的反应时间有不同的表示方法。当输入信号突然变化一个数 值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。仪表的输出信 号(即指示值)由开始变化到新稳态值的63．2％所用的时间(相当于 时间常数T)，可用来表示反应时间，也有用变化到新稳态值的95％ 所用的时间来表示反应时间的(相当于3T）。
注意：仪表的允许误差与工艺允许误差之间的差别。
0.05级以上的仪表，常用来作为标准表，工业现场用的测量仪表， 其精度大多是0.5级以下的。
2．变差
变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表 全部测量范围内进行正反行程(即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大 到小)测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最 大偏差，如图3—1所示。
当数字式仪表的灵敏度用它与量程的相对值表示时，便是分辨率。 分辨率与仪表的有效数字位数有关。如—台仪表的有效数字位数为 三位，其分辨率便为千分之一。
5. 线性度
线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与 理论直线的吻台程度，如图3—2所示。
线性度通常用实际测得的输入—输出特件曲线(称为校准曲线)与 理论直线之间的最大偏差与测量仪表量程之比的百分数表示，即
测量误差还可以用相对误差来表示。相对误差等于某一点的绝对 误差Δ与标准表在这一点的指示值xo之比。可表示为：
y xx0
x0
x0
（3—3）
式中 y——仪表在xo处的相对误差。
二、仪表的性能指标
1．精确度(简称精度)
仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。
S
x
(3—7)
式中 S——仪表的灵敏度； Δα——指针的线位移或角位移； Δx——引起Δα所需的被测参数变化量。
所以仪表的灵敏度，在数值上就等于单位被测参数变化量所引起 的仪表指针移动的距离(或转角)。
b) 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。
值得注意的是、上述指标仅适用于指针式仪表。在数值式仪表中， 往往用分辨力来表示仪表灵敏度(或灵敏限)的大小。
4．分辨力
对于数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最未位数字间隔所代 表的被测参数变化量。如数字电压表显示器末位一个数字所代表的 输入电压值。
显然，不同量程的分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力称 为该表的最高分辨力，也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为数字电 压表分辨力指标。
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。
国家统一规定的仪表精确度(精度)等级：将仪表的允许相对百分 误差去掉“±”号及“％”号，可以用来确定仪表的精确度等级。 目前，我国生产的仪表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。
造成变差的原因：传动机构间存在的间隙和摩擦力、弹性元件的 弹性滞后等等。
变差的大小，用在同一被测参数值下，正反行程间仪表指示值的 最大绝对差值与仪表量程之比的百分数表示，即
必须指出，仪表的变差不能超出仪表的允许误差，否则，否则应 及时检修。
3．灵敏度与灵敏限
a) 仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化 量之比值称为仪表的灵敏度，用公式表示如下：
例2
某台测温仪表的测温范围为0一1000 oC。根据工艺要求,温度指 示值的误差不允许超过±7 oC,试问应如何选择仪表的精度等级才能 满足工艺要求?
解 根据工艺上的要求，仪表的允许误差为
如 果 将 仪 表 的 允 许 误 差 去 掉 “ ±” 号 与 “ ％ ” 号 。 其 数 值 介 于 0.5—1.0之间、如果选择精度等级为1.0级的仪表．其允许的误差为 ±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级仪表才能满足 工艺要求。
在测量过程中．由于所使用的测量工具本身不够准确，观测者的 主观性和周围环境的影响等等、使得测量的结果不可能绝对准确。 由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在—定的差距，这 一差距就称为测量误差。
测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。
绝对误差在理论上是指仪表指示值xi和被测量的真值xt之间的差值, 可表示为：
检测பைடு நூலகம்表与传感器
第一节 概 述
一、测量过程与测量误差
测量过程在实质上都是将被测参数与其相应的测量单位进行比较 的过程，而测量仪表就是实现这种比较的工具。
各种测量仪表不论采用哪一种原理，它们都是要将被测参数经过 一次或多次的信号能量的转换，最后获得—种便于测量的信号能量 形式，并由指针位移或数字形式显示出来。
Δ=xi—xt
(3—1)
所谓真值是指被测物理量客观存在的真实数值，它是无法得到的
理论值。因此所谓测量仪表在其标尺范围内各点读数的绝对误差， 一般是指用被校表(精确度较低)和标准表(精确度较高)同时对同一被 测量进行测量所得到的两个读数之差，可用下式表示：
Δ=x—xo
(3—2)
式中
Δ——绝对误差； x——被校表的读数值； xo——标准表的读数值。
例1
某台测温仪表的测温范围为200一700℃．校验该表时得到的最大 绝对误差为十4 oC，试确定该仪表的精度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
如果将该仪表的δ去掉“十”号与“％”号，其数值为0.8。由于 国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了 0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等级为 1.0级。