儀表實習人員培訓教案基礎(chǔ)知識

1、一、測量誤差與儀表質(zhì)量指標1、何謂測量誤差？為什么會產(chǎn)生測量誤差？測量值與真實值之間的差異就是測量誤差。人們進行測量的目的是要求得到被測量值的真實值，盡管真實值客觀存在。但是，在實際測量中，由于測量原理和方法、測量儀表（或設(shè)備）、測量環(huán)境及測量者本身都要受到許多主、客因素的影響，因而很難測量到被測量參數(shù)的“真實值”。這就是為什么會產(chǎn)生測量誤差的主要原因。這種情況在測量中是普遍存在的。2、按誤差數(shù)值表示的方法，誤差可分為：絕對誤差、相對誤差、引用誤差。按誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差、疏忽誤差。按儀表使用條件，可分為：基本誤差、附加誤差。3、什么是絕對誤差、相對誤差、引用誤差？絕對誤

2、差：是測量值與真實值之差。相對誤差：是絕對誤差與被測量值之比，常用絕對誤差與儀表示值之比，以百分數(shù)表示。引用誤差：絕對誤差與量程之比，以百分數(shù)表示。儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的。4、某一壓力表刻度為0100kpa，在50kpa處測量值為49.5kpa，求在50kpa處儀表示值的絕對誤差、相對誤差、引用誤差？解：絕對誤差5049.50.5kpa； 相對誤差（0.5/50）1001引用誤差（0.5/100）1000.55、什么是系統(tǒng)誤差、偶然誤差、疏忽誤差？各有何特點，產(chǎn)生的原因是什么?系統(tǒng)誤差：又稱規(guī)律誤差，其大小和符號均不改變或按一定規(guī)律變化。其主要特點是容易消除或修正。產(chǎn)生的原因主要

3、是儀表本身的缺陷，使用儀表的方法不正確，觀察者的習慣或偏向，單因素環(huán)境條件的變化等。偶然誤差：又稱隨機誤差，其出現(xiàn)完全是隨機的。其主要特點是不易發(fā)覺，不好分析，難于修正，但它服從與統(tǒng)計規(guī)律。產(chǎn)生的原因很復雜，它是許多復雜因素微小變化的共同作用所致。疏忽誤差：又叫粗差，其主要特點是無規(guī)律可循，且明顯地與事實不符。產(chǎn)生這類誤差的主要原因是觀察者的失誤或外界的偶然干擾。6、系統(tǒng)誤差的求解方法方法1：（公式法） 總 （ ci2）1/2 ； ci系統(tǒng)中各單元儀表的最大引用誤差； n-單元儀表數(shù)方法2：（系統(tǒng)聯(lián)校法） 即在一次元件端加入標準信號值，在二次表讀取示值，計算引用誤差，在各校驗點中選取最大的引用

4、誤差，作為該測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。7、什么叫基本誤差和附加誤差？儀表的基本誤差是指在規(guī)定的參比工作條件下，即該儀表在標準工作條件下的最大誤差，一般儀表的基本誤差也就是該儀表的允許誤差。 附加誤差是儀表在非規(guī)定的參比工作條件下使用時另外產(chǎn)生的誤差。如：電源波動附加誤差、溫度附加誤差等。8、什么叫準確度和準確度等級？準確度是指測量值與實際值的一致程度。習慣上又稱為精確度或精度。是儀表基本誤差的最大允許值。準確度等級是儀表按準確度高低分成的等級，習慣上又稱為精確度等級或精度等級。9、儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的。10、回差（也叫變差）是當輸入量上升和下降時，同一輸入的兩相應(yīng)輸出量間的最大差值。

5、11、靈敏度是表達儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。它是指儀表達到穩(wěn)定狀態(tài)以后，其輸出增量與輸入增量之比。比值越大，儀表越靈敏。儀表測量結(jié)果的準確度不僅與儀表的精度等級有關(guān)，還與儀表的（量程）有關(guān)。12、儀表的量程和測量范圍是否一致？有什么區(qū)別？儀表的量程是指儀表范圍的上限值和下限值之間的代數(shù)差。儀表的測量范圍是指該儀表可以按規(guī)定精度對被側(cè)變量進行測量的范圍。從數(shù)值上講，它們有時相同，有時是不相同的。13、零點誤差是指儀表在規(guī)定的參工作條件下，輸入為零時的誤差。如果輸入為測量范圍的下限時，則稱為始點誤差。14、穩(wěn)定性是指在規(guī)定的工作條件下，輸入保持恒定時，儀表輸出在規(guī)定時間內(nèi)保持不變的能力，通常用

6、零點漂移來衡量。15、零漂是指儀表在參比工作條件下，輸入一個恒定的值（零或測量范圍的下限值）時的輸出變化。16、當用儀表對被測參數(shù)進行測量時，儀表指示值總是經(jīng)過一段時間才能顯示出來，這段時間稱為儀表的反應(yīng)時間。如果儀表不能及時反應(yīng)被測參數(shù)，便要造成誤差，這種誤差稱為動態(tài)誤差。17、動態(tài)誤差的大小常用時間常數(shù)、全行程時間和滯后時間來表示。18、時間常數(shù)是指當輸入階躍變化時，儀表的輸出值到達其穩(wěn)定值的63.2所需的時間。全行程時間是指滿量程階躍變化時，輸出由下限移至上限，或反行程移動所需的時間。通常以全量程的5作為輸出下限值，全量程的95作為輸出上限值。19、 mtbf是指平均無故障時間，它是衡量

7、儀表可靠性的一個重要指標。mttr是指儀表故障的平均修復時間。儀表的可用性是指儀表在某時刻具有或維持規(guī)定功能的能力，可用性公式為：a=mtbf/(mtbf+mttr)100% 。 二、儀表主要性能指標一、概述在工程上儀表性能指標通常用精確度（又稱精度）、變差、靈敏度來描述。儀表工校驗儀表通常也是調(diào)校精確度、變差、和靈敏度三項。變差是指儀表被測變量（可理解為輸入信號）多次從不同方向達到同一數(shù)值時，儀表指示值之間的最大差值，或者說是儀表在外界條件不變的情況下，被測參數(shù)由小到大變化（正向特性）和被測參數(shù)由大到小變化（反向特性）不一致的程度，兩者之差即為儀表變差，如圖1-1-1所示。變差大小取最大絕對

8、誤差與儀表標尺范圍之比的百分比： 變差=max（標尺上限值-標尺下限值）100% （1-1-1）其中 max=a1-a2變差產(chǎn)生的主要原因是儀表傳動機構(gòu)的間隙，運動部件的摩檫，彈性元件滯后等。隨著儀表制造技術(shù)的不斷改進，特別是微電子技術(shù)的引入，許多儀表全電子化了，無可動部件，模擬儀表改為數(shù)字儀表等等，所以變差這個指標在智能型儀表中顯得不那么重要和突出了。靈敏度是指儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化的反應(yīng)能力，是在穩(wěn)態(tài)下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值： s=l/x （1-1-2）式中 s-儀表靈敏度； l-儀表輸出變化增量； x-儀表輸入變化增量；靈敏度有時也稱“放大比”，

9、也是儀表靜態(tài)特性曲線上各點的斜率。增大放大倍數(shù)可以提高儀表靈敏度，單純加大靈敏度并不改變儀表的基本性能，即儀表精度并沒有提高，相反有時會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，造成輸出不穩(wěn)定。儀表靈敏度應(yīng)保持適當?shù)牧?。然而對于儀表用戶，諸如化工企業(yè)儀表工來講，儀表精度固然是一個重要指標，但在實際使用中，往往更強調(diào)儀表的穩(wěn)定性和可靠性，因為化工企業(yè)檢測與過程控制儀表用于計量的為數(shù)不多，而大量的是用于檢測，另外，使用在過程控制系統(tǒng)中的檢測儀表其穩(wěn)定性、可靠性比精度更為重要。一、 精確度儀表精確度簡稱精度，又稱準確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有精確度這個概念。儀表精確度簡言之就是儀表測量值接近真值的

10、準確程度，通常用相對百分誤差（也稱相對折合誤差）表示。相對百分誤差公式如下： =x/（儀表上限值-儀表下限值）100% （1-1-3）式中 -檢測過程中相對百分誤差； （儀表上限值-儀表下限值）-儀表測量范圍； x-絕對誤差，是被測參數(shù)測量值x1和被測參數(shù)標準值x0之差。 所謂標準值是精確度比被測儀表高35倍的標準表測得的數(shù)值。從式（1-1-3）中可以看出，儀表精確度不僅和絕對誤差有關(guān)，而且和儀表的測量范圍有關(guān)。絕對誤差大，相對百分誤差就大，儀表精確度就低。如果絕對誤差相同的兩臺儀表，其測量范圍不同，那么測量范圍大的儀表相對百分誤差就小，儀表精確度就高。精確度是儀表很重要的一個質(zhì)量指標，常用精

11、度等級來規(guī)范和表示。精度等級就是最大相對百分誤差去掉正負號和%。按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,0.5,1.0,1.5,2.5,4等。儀表精度等級一般都標志在儀表標牌上，如中有0.5,有0.5，0.5等，數(shù)字越小，說明儀表精確度越高。要提高儀表精確度，就要進行誤差分析。誤差通?？梢苑譃槭韬稣`差、緩變誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差。疏忽誤差是指測量過程中人為造成的誤差，一則可以克服，二則和儀表本身沒有什么關(guān)系。緩變誤差是由于儀表內(nèi)部元器件老化過程引起的，它可以用更換元器件、零部件或通過不斷校正加以克服和消除。系統(tǒng)誤差是指對同一被測參數(shù)進行多次重復測量

12、時，所出現(xiàn)的數(shù)值大小或符號都相同的誤差，或按一定規(guī)律變化的誤差，可以通過分析計算加以處理，使其最后的影響減到最小，但是難以完全消除。隨機誤差（偶然誤差）是由于某些目前尚未被人們認識的偶然因素所引起，其數(shù)值大小和性質(zhì)都不固定，難以估計，但可以通過統(tǒng)計方法從理論上估計其對檢測結(jié)果的影響。誤差來源主要指系統(tǒng)誤差和隨機誤差。在用誤差表示精度時，是指隨機誤差和系統(tǒng)誤差之和。二、 穩(wěn)定性在規(guī)定工作條件內(nèi)，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱為穩(wěn)定性（度）。儀表穩(wěn)定性是化工企業(yè)儀表工十分關(guān)心的一個性能指標。由于化工企業(yè)使用儀表的環(huán)境相對比較惡劣，被測量的介質(zhì)溫度、壓力變化也相對比較大，在這種環(huán)境中投入儀表使用

13、，儀表的某些部件隨時間保持不變的能力會降低，儀表的穩(wěn)定性會下降。衡量或表征儀表穩(wěn)定性現(xiàn)在尚未有定量值，化工企業(yè)通常用儀表零點漂移來衡量儀表的穩(wěn)定性。儀表投入運行一年之中零位沒有漂移，說明這臺儀表穩(wěn)定性好，相反儀表投入運行不到3個月，儀表零位就變了，說明儀表穩(wěn)定性不好。儀表穩(wěn)定性的好壞直接關(guān)系到儀表的使用范圍，有時直接影響化工生產(chǎn)。儀表穩(wěn)定性不好造成的影響往往比儀表精度下降對化工生產(chǎn)的影響還要大。儀表穩(wěn)定性不好，儀表維護量也大，是儀表工最不希望出現(xiàn)的事情。三、 可靠性儀表可靠性是化工企業(yè)儀表工所追求的另一個重要性能指標?？煽啃院蛢x表維護量是相輔相成的，儀表可靠性高說明儀表維護量小，反之儀表可靠性

14、差，儀表維護量就大。對于化工企業(yè)檢測與過程控制儀表，大部分安裝在工藝管道、各類塔、釜、罐、器上，而且化工生產(chǎn)的連續(xù)性，多數(shù)有毒、易燃易爆的環(huán)境，這些惡劣條件給儀表維護增加了很多困難，一是考慮化工生產(chǎn)安全，二是關(guān)系到儀表維護人員人身安全，所以化工企業(yè)使用檢測與過程控制儀表要求維護量越小越好，亦即要求儀表可靠性盡可能地高。隨著儀表更新?lián)Q代，特別是微電子技術(shù)引入儀表制造行業(yè)，使儀表可靠性大大提高。儀表生產(chǎn)廠商對這個性能指標也越來越重視，通常用平均無故障時間mtbf來描述儀表的可靠性。一臺全智能變送器的mtbf比一般非智能儀表如電動變送器要高10倍左右，它可高達100390年。 三、計量知識 第一節(jié)

15、法定計量單位一、常用化工計量單位對照化工企業(yè)常用計量單位以及非法定計量單位對照與換算列表于表1-3-6。 表1-3-6 化工企業(yè)常用計量單位對照表序號 量 非法定計量單位法定計量單位備注與換算 單位名稱符號單位名稱符號1時間sec()()hr y,yr秒分小時天（日）年sminhda1min=60s1h=60min=3600s1d=24h=86400s2 長度公尺埃公厘毫微米市尺英尺英寸m/mmmftin米米毫米納米米米毫米mmmmnmmmmm1公尺=1m1=10*（-10）m1公厘=1mm1mm=10*（-9）m=1nm1市尺=1/3m1ft=12in=30.48cm1in=25.4mm3面

16、積平方英寸in平方米in=6.451 cm4體積容積立方立升,公升cumcc,cc立方米毫升升mmll,l1cum=1m1cc=1ml1l=1dm=10m5速度秒米,米秒,每秒米米每秒m/ s6加速度米每秒平方,每平方秒米米每二次方秒 厘米每二次方秒m/scm/s1cm/s=10m/s7質(zhì)量公噸磅t噸t1t=1000kg1磅=0.4536g8物質(zhì)的量克原子,克分子,克當量摩爾mol1 mol以當量粒子作為基本單元9密度每立方米千克,每立方厘米克kg/mg/cm千克每立方米，克每立方厘米kg/m,g/cm1 kg/m= 1kg/m比重用相對密度代替10物質(zhì)的量濃度當量濃度克分子濃度nm摩爾每升，

17、摩爾每升，mol/lmol/l1n1 mol/l（對于-價）1m1 mol/l（對于-價）以當量粒子作為基本單元11動力粘度厘泊cp帕斯卡秒pas1cp=110pas12粘度秒s照用13運動粘度斯托克斯厘斯托克斯stcst二次方米每秒，二次方米每秒，m/sm/s1st=10*（-4）m/s1cst=10*（-6）m/s14能,功,熱千克力米kgfm千瓦小時kwh1kgfm=9.80665 nm15能,功,熱國際蒸汽表卡,熱化學卡,馬力小時calitcalth焦耳焦耳焦耳jjj1calit=4.1868j1calth=4.184j1kwh=3.6mj1馬力小時=2.6478mj16熱容卡/度ca

18、l/焦耳每攝氏度j/1cal/=4.184 j/17比熱容卡/克度cal/g焦耳每克攝氏度j/(g)1cal/g=4.184 j/(g) 焦耳每克開爾文同時可用18熱力學溫度溫差開氏度度kdeg開（爾文）開（爾文）kk19攝氏溫度攝氏度照用20表面張力爾格/厘米erg/cm焦耳每平方米，牛頓每米j/ mn/m1erg/cm=10j/ m=10n/m21壓力,壓強千克力每平方厘米,毫米汞柱,毫米水柱,標準大氣壓kgf/cmmmhgmmh2oatm帕斯卡帕斯卡帕斯卡帕斯卡papapapa1kgf/cm=98.0665k pa1mmhg=133.322 pa1mmh2o=9.80665pa1atm=

19、101.325kpa22力,重力千克力kgf牛頓n1kgf=9.80665 n23力,矩門尼kgfcm牛頓米nm1kgfcm=0.098 nm24轉(zhuǎn) 矩公斤力每厘米kgfcm牛頓厘米ncm1kgfcm=9.80665 nm25轉(zhuǎn)動慣量公斤平方米kgm千克二次方米kgm26波長米米mm1=10*(-6) m1=10*(-10) m27阻尼系數(shù)公斤秒每厘米kgfs/cm牛頓秒每米ns/m1kgfs/cm=980.665 ns/m28級差分貝db照用，無量綱量29傳熱系數(shù)卡每厘米秒度cal/(cms)焦耳每平方米秒攝氏度j(ms) 1cal/(cms)=41.8 kj(ms)30導熱系數(shù)卡每厘米秒度

20、cal/(cms)焦耳每厘米秒攝氏度j(cms)1 cal/(cms)=41.84 j(cms)31電導率1/歐姆厘米1/cm西門子每米s/m1/cm=100 s/m32功率每秒卡每小時千卡英制馬力cal/skcal/hhp瓦特瓦特瓦特www1cal/s=4.1868 w1kcal/h=0.163w1hp=745.7w33電阻歐姆照用34電導姆歐西門子s1=1 s35電感亨利h照用36磁通量麥克斯韋mx韋伯wb1mx=10*(-8) wb37磁場強度奧斯特oe安培每米a/m1oe10/(43.14) a/m80 a/m38磁感應(yīng)強度高斯gs特斯拉t1gs10*(-4) t39發(fā)光強度燭光,支光

21、ik坎練拉cd1ik=1.019 cd40光照度幅透英尺燭光ph1m/ft勒克斯勒克斯lxlx1ph=10*4 lx11m/ft=10.76 lx41光通量流明lm照用42光亮度尼特nt坎德拉每平方米cd/ m1nt=1cd/ m43放射性活度居里ci貝可勒爾bq1ci=3.710*10 bq44旋轉(zhuǎn)速度每分鐘轉(zhuǎn)rpm,r轉(zhuǎn)每分r/min1r/min=1/60(1/s)45頻率周千周兆周赫茲千赫茲兆赫茲hzkhzmhz第二節(jié) 量值傳遞一、量值傳遞定義量值傳遞系統(tǒng)是指通過檢定，將國家基準所復現(xiàn)的計量單位量值通過標準逐級傳遞到工作用計算器具，以保證被測對象所測得的量值準確一致的工作系統(tǒng)。量值傳遞是

22、計量領(lǐng)域中的常用術(shù)語，其含義是指單位量值的大小，通過基準、標準直至工作計量器具逐級傳遞下來。它是依據(jù)計量法、檢定系統(tǒng)和檢定規(guī)程，逐級地進行溯源測量的范疇。其傳遞系統(tǒng)是根據(jù)量值準確度的高低，規(guī)定從高準確度量值向低準確度量值逐級確定的方法、步驟。二、企業(yè)量值傳遞系統(tǒng)以某化工企業(yè)為例，其量值傳遞系統(tǒng)可用圖表示：溫度計量量值傳遞系統(tǒng)見圖1-3-1，力學計量量值傳遞系統(tǒng)（壓力）見圖1-3-2，力學計量量值傳遞系統(tǒng)（質(zhì)量）見圖1-3-4。企業(yè)可以根據(jù)具體情況和需要建立若干個標準，可以很多，也可以少幾個，其他量值傳遞系統(tǒng)不一一列出。 圖1-3-2 力學計量量值傳遞系統(tǒng)圖(壓力) 圖1-3-4 力學計量量值傳

23、遞系統(tǒng)圖（質(zhì)量）第三節(jié) 常用計量器具這里介紹的常用計量器具通常稱為標準儀表（器），主要用于檢定和調(diào)校在生產(chǎn)經(jīng)營過程中使用的檢測與過程控制用儀表（檢測、控制和計量）。化工企業(yè)中最常用的計量器具有直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字萬用表、標準電阻箱、標準壓力表、標準直流電壓電流源、標準氣壓源等等。一、直流數(shù)字電壓表1、工作原理 直流數(shù)字電壓表工作原理如圖1-3-10所示。被測信號（直流電壓模擬信號）經(jīng)輸入電路，通過a/d變換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號通過電子計數(shù)器計數(shù)，再由數(shù)字顯示器以數(shù)字形式輸出（顯示）。直流數(shù)字電壓表中a/d變換器最常用的有雙積分式和逐次比較式兩種。（1）雙積分式數(shù)字電壓表工

24、作原理如圖1-3-11所示。ux是被測直流電壓，ur是基準電壓。測量工作可分成采樣、比較和暫停三個階段。這類儀表抗干擾能力強，性能價格比高，一般用于直流電壓測量和檢測儀表校正等。（2）逐次比較式數(shù)字電壓表工作原理如圖1-3-12所示。在數(shù)字信號控制下，d/a變換器輸出數(shù)值不同的基準量化電壓，經(jīng)比較器與輸入的待測模擬電壓ux進行比較，從最高位開始經(jīng)反饋系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，逐次比較，逐步逼近，至兩個電壓平衡為止。此時，比較寄存器所存儲的二進制數(shù)碼即表示被測電壓大小。這類儀表測量速度快，每秒可達數(shù)千次，但抗干擾能力弱。一般用于多點巡回檢測系統(tǒng)中多路直流電壓測量。 圖1-3-12 逐次比較式數(shù)字電壓表工作原

25、理圖2、型號規(guī)格常用直流數(shù)字電壓表型號規(guī)格見表1-3-7。日本橫河公司數(shù)字多用表型號規(guī)格（包括數(shù)字電壓表）見表1-3-8。二、標準電壓電流源標準電壓電流源輸出高精度、高穩(wěn)定性的電壓和電流信號，作為標準信號輸入被檢定或被調(diào)校的儀表，是不可缺少的校驗儀表。通常用于檢定、校驗溫度變送器、電子記錄儀、電動調(diào)節(jié)器、數(shù)顯儀表、電氣閥門定位器、數(shù)據(jù)巡回采集儀、dcs系統(tǒng)現(xiàn)場控制單元等。 表1-3-7 常用直流數(shù)字電壓表型號規(guī)格序號型號顯示位數(shù)最高分辨率v量程v準確度（固有誤差）輸入電阻m備注1pz84(1/2)100.20.03%讀數(shù)2字500逐次逼近式20.02%讀數(shù)2字200.03%讀數(shù)2字102001

26、0002pz12a4(3/4) 10配用fh20直流毫伏單元可擴展到1%讀數(shù)2字510雙積分式6600.02%讀數(shù)2字1060010003pz26b3(3/4)100.060.02%讀數(shù)2字1000.60.1%讀數(shù)1字6601060010004pz384(1/2)100.20.03%讀數(shù)2字50020.02%讀數(shù)2字10200.03%讀數(shù)2字1020010005ds14-1-1a4(3/4)100.60.005%讀數(shù)3字60.003%讀數(shù)1字600.03%讀數(shù)3字6006ds26a 5100.80.01%讀數(shù)6字1080.006%讀數(shù)3字ds26b 6800.01%讀數(shù)5字1

27、08000.01%讀數(shù)3字10000.03%讀數(shù)2字三、標準氣動壓力信號源 氣動壓力信號源提供高精度、高穩(wěn)定性的氣動壓力信號，作為檢定或調(diào)校各類差壓變送器、低壓壓力變送器、法蘭差壓變送器、氣動調(diào)節(jié)器等儀表的標準輸入信號，是使用頻度相當高的檢定（也稱標準）儀表。以日本橫河株式會社產(chǎn)品2656標準氣動壓力信號源為例，其工作原理如圖1-3-14所示。儀表主要由電壓分配器、伺服閥和壓力傳感器組成。由壓力設(shè)置盤上設(shè)定信號，通過d/a轉(zhuǎn)換電路、脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生一個直流標準電壓。標準電壓與來自壓力傳感器的反饋電壓差通過伺服放大器放大輸入伺服閥組件中的馬達。伺服閥組件由噴嘴閥、閥座、馬達和傳動齒 表1-3-8

28、 日本橫河數(shù)字多用表型號規(guī)格型號7550(7551,7552)7560(7561,7562)2501a數(shù)位5(1/2)6(1/2)6(1/2)直流電壓量程最大讀數(shù)分辨率精度輸入阻抗200mv199.9991v0.005%+61g2000mv1999.9910v0.0035%+31g20v19.9999100v0.007%+410m1000v1100.0010mv0.008%+310m200mv199.99990.1v0.004%+301g2000mv1999.9991v0.0025%+101g1000v1100.0001mv0.005%+1010m1.000v11999990.01v0.005

29、%+5直流電流量程最大讀數(shù)分辨率精度輸入阻抗2ma1.9999910na0.07%+10011020ma19.9999100na0.07%+2011200ma199.9991a0.07%+201.020a19.9999100a0.4%+2000.012ma1.9999910na0.05%+10011020ma19.9999100na0.05%+20112000ma1999.9910a0.1%+400.3電阻量程最大讀數(shù)分辨率精度200199.9991m0.08%+620001999.9910m0.07%+420k19.9999100m0.07%+3200m199.9991k2%+2002001

30、99.9991000.07%+4020001999.991m0.05%+25200m199.9991k2%+200100m0.1m0.003%+2交流電壓量程最大讀數(shù)分辨率精度輸入阻抗200mv199.9991v0.9%+2001m2000mv1999.9910v0.8%+2001m20v19.9999100v0.8%+1001m700v700.0010mv1.0%+1001m200mv199.9991v0.9%+2001m2000mv1999.9910v0.8%+1001m700v700.0010mv1.0%+1001m500v1v0.7%讀數(shù)+0.03%量程交流電流量程最大讀數(shù)分辨率精度輸

31、入阻抗2ma1.9999910na1.5%+35011020ma19.9999100na1.3%+30011200ma199.9991a1.3%+3001.220a19.9999100a2%+3000.012ma1.9999910na1.4%+3501102ma19.9999100na1.2%+30011200ma199.9991a1.2%+3001.2 圖1-3-13 2553標準電壓電流工作原理圖輪組成。氣動輸入壓力信號（ps）通過閥座與噴嘴閥之間開度逸出，馬達通過傳動齒輪減速，驅(qū)動噴嘴閥和螺絲軸。由于螺絲軸轉(zhuǎn)動，噴嘴閥活動方向如箭頭所示，它改變壓縮空氣流量，調(diào)節(jié)輸出壓力po，輸出壓力反饋

32、至壓力傳感器，反饋電壓輸出使噴嘴閥活動，直至和標準電壓偏差為零。至此，氣動壓力輸出值即為壓力設(shè)定值上的設(shè)定值。這類儀表不但輸出高精度、高穩(wěn)定性的氣壓信號，且在檢定儀表時，輸入信號量確定后，可以自動地分4步（25%，50%，75%，100%）或5步（20%，40%，60%，80%，100%）輸入被檢定儀表，十分方便。例如檢定1臺低差壓變送器，量程為6250pa，分5步檢定，即1250、2500、3750、5000和6250 pa，自動輸入差壓變送器，觀察差壓變送器輸出（如1151型）是否為7.2、10.4、13.6、16.8和20ma。假設(shè)沒有自動設(shè)置功能，首先要輸入20%即1250 pa，人工

33、調(diào)整（用定位器）要用很長時間慢慢靠近，而且很難做到恰好是1250 pa（1249.5或1250.5 pa），費時而且影響輸入精度。有自動設(shè)置功能既保證輸入精度，而且省時省事，大大提高工作效率。2656主要型號規(guī)格如表1-3-10所示。四、多功能便攜式校準儀這類儀表的主要特點是集數(shù)字多用表和標準電壓電流源的功能于一體，可兼作標準測量儀表，標定被檢定儀表的輸出信號，又可以作為標準信號源，輸出標準電壓、電流或電阻信號到被檢定儀表。這類儀表配上壓力模塊，可以輸出標準氣動壓力信號，這樣前面介紹的三種標準儀器的功能都集中于一體了。這類儀表的另一個特點就是小巧，堅固，攜帶方便，就地檢定和調(diào)校儀表十分方便，尤

34、其是新建項目儀表安裝要一次調(diào)校、二次調(diào)校，使用這類標準儀表更顯出它的優(yōu)越性。這類儀表第三個特點是測試和檢定數(shù)據(jù)自動記錄并存儲在儀表中，可以通過文件系統(tǒng)和打字機自動打印檢測數(shù)據(jù)，亦可按要求設(shè)置的軟件編制檢定報告。圖1-3-14 2656標準氣動壓力信號源工作原理圖 表1-3-10 2656標準氣動壓力信號源型號規(guī)格 型號2656-232656-24輸入壓力2.80.210kpa0.50.110kpa輸出壓力范圍0200.00kpa025.000kpa分辨率0.01kpa0.001kpa精度0.05%滿量程或0.1%設(shè)定壓力輸出設(shè)定4位(最大2000)4位(最大2500)輸出配置設(shè)定分5步20%一

35、步(0/20/40/60/80/100%)分4步25%一步(0/25/50/75/100%)前后傾斜90，左右傾斜300.1kpa50pa標準問答1、何謂測量誤差？為什么會產(chǎn)生測量誤差？測量值與真實值之間的差異就是測量誤差。人們進行測量的目的是要求得到被測量值的真實值，盡管真實值客觀存在。但是，在實際測量中，由于測量原理和方法、測量儀表（或設(shè)備）、測量環(huán)境及測量者本身都要受到許多主、客因素的影響，因而很難測量到被測量參數(shù)的“真實值”。這就是為什么會產(chǎn)生測量誤差的主要原因。這種情況在測量中是普遍存在的。2、 按誤差數(shù)值表示的方法誤差可分為：絕對誤差、相對誤差、引用誤差。按誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可分為：

36、系統(tǒng)誤差、隨機誤差、疏忽誤差。 按儀表使用條件，可分為：基本誤差、附加誤差。3、什么是絕對誤差、相對誤差、引用誤差？絕對誤差：是測量值與真實值之差。相對誤差：是絕對誤差與被測量值之比，常用絕對誤差與儀表示值之比，以百分數(shù)表示。引用誤差：絕對誤差與量程之比，以百分數(shù)表示。儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的。4、某一壓力表刻度為0100kpa，在50kpa處測量值為49.5kpa，求在50kpa處儀表示值的絕對誤差、相對誤差、引用誤差？解：絕對誤差5049.50.5kpa； 相對誤差（0.5/50）1001引用誤差（0.5/100）1000.55、什么是系統(tǒng)誤差、偶然誤差、疏忽誤差？各有何特點，

37、產(chǎn)生的原因是什么?系統(tǒng)誤差：又稱規(guī)律誤差，其大小和符號均不改變或按一定規(guī)律變化。其主要特點是容易消除或修正。產(chǎn)生的原因主要是儀表本身的缺陷，使用儀表的方法不正確，觀察者的習慣或偏向，單因素環(huán)境條件的變化等。偶然誤差：又稱隨機誤差，其出現(xiàn)完全是隨機的。其主要特點是不易發(fā)覺，不好分析，難于修正，但它服從與統(tǒng)計規(guī)律。產(chǎn)生的原因很復雜，它是許多復雜因素微小變化的共同作用所致。疏忽誤差：又叫粗差，其主要特點是無規(guī)律可循，且明顯地與事實不符。產(chǎn)生這類誤差的主要原因是觀察者的失誤或外界的偶然干擾。6、系統(tǒng)誤差的求解方法方法1：（公式法） 總 （ ci2）1/2 ； ci系統(tǒng)中各單元儀表的最大引用誤差； n-

38、單元儀表數(shù)方法2：（系統(tǒng)聯(lián)校法） 即在一次元件端加入標準信號值，在二次表讀取示值，計算引用誤差，在各校驗點中選取最大的引用誤差，作為該測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。7、什么叫基本誤差和附加誤差？儀表的基本誤差是指在規(guī)定的參比工作條件下，即該儀表在標準工作條件下的最大誤差，一般儀表的基本誤差也就是該儀表的允許誤差。 附加誤差是儀表在非規(guī)定的參比工作條件下使用時另外產(chǎn)生的誤差。如：電源波動附加誤差、溫度附加誤差等。8、什么叫準確度和準確度等級？準確度是指測量值與實際值的一致程度。習慣上又稱為精確度或精度。是儀表基本誤差的最大允許值。準確度等級是儀表按準確度高低分成的等級，習慣上又稱為精確度等級或精度等級。9

39、、儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的。10、回差（也叫變差）是當輸入量上升和下降時，同一輸入的兩相應(yīng)輸出量間的最大差值。11、靈敏度是表達儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。它是指儀表達到穩(wěn)定狀態(tài)以后，其輸出增量與輸入增量之比。比值越大，儀表越靈敏。12、儀表的量程和測量范圍是否一致？有什么區(qū)別？儀表的量程是指儀表范圍的上限值和下限值之間的代數(shù)差。儀表的測量范圍是指該儀表可以按規(guī)定精度對被側(cè)變量進行測量的范圍。從數(shù)值上講，它們有時相同，有時是不相同的。儀表測量結(jié)果的準確度不僅與儀表的精度等級有關(guān)，還與儀表的（量程）有關(guān)。13、零點誤差是指儀表在規(guī)定的參工作條件下，輸入為零時的誤差。如果輸入為測量范

40、圍的下限時，則稱為始點誤差。14、穩(wěn)定性是指在規(guī)定的工作條件下，輸入保持恒定時，儀表輸出在規(guī)定時間內(nèi)保持不變的能力，通常用零點漂移來衡量。15、零漂是指儀表在參比工作條件下，輸入一個恒定的值（零或測量范圍的下限值）時的輸出變化。16、當用儀表對被測參數(shù)進行測量時，儀表指示值總是經(jīng)過一段時間才能顯示出來，這段時間稱為儀表的反應(yīng)時間。如果儀表不能及時反應(yīng)被測參數(shù)，便要造成誤差，這種誤差稱為動態(tài)誤差。17、動態(tài)誤差的大小常用時間常數(shù)、全行程時間和滯后時間來表示。18、時間常數(shù)是指當輸入階躍變化時，儀表的輸出值到達其穩(wěn)定值的63.2所需的時間。全行程時間是指滿量程階躍變化時，輸出由下限移至上限，或反行

41、程移動所需的時間。通常以全量程的5作為輸出下限值，全量程的95作為輸出上限值。19、什么是均方根誤差？均方根誤差是衡量測量精度的標準，因為一個參數(shù)的一組測量值的隨機誤差有正有負。根據(jù)無數(shù)次的試驗和誤差理論的分析證明，當測量次數(shù)達到“相當多次”或“無限多次”，隨機誤差的平均值趨于“0”，因而不能以隨機誤差的代數(shù)平均值來評價一組測量值的精度。根據(jù)研究結(jié)果，提出了“以各個隨機誤差的平方的平均數(shù)的平方根” 作為衡量測量精度的標準，即 = （x-l）2 n =x-l式中 -均方根誤差；l-被測參數(shù)的真值；-測量值；（x-l）2 -表示n次測量誤差的平方的總和； -真誤差；由于在實踐中，被測參數(shù)的真值是不

42、知道的，因而（）也是求不出來的。在實際工作中，按下式計算均方根誤差 = （x-x）2 （n-1）x =x n 式中x-算術(shù)平均值有一測溫點，熱電偶的基本誤差1=4，補償導線的基本誤差2=4，溫度顯示表的基本誤差 3=6，由于其他原因所引起的附加誤差4=6，試計算該測量系統(tǒng)的誤差是多少？這一測量系統(tǒng)的誤差 =12 +22+32+42 =42 +42+62+62=10.220、 mtbf是指平均無故障時間，它是衡量儀表可靠性的一個重要指標。mttr是指儀表故障的平均修復時間。儀表的可用性是指儀表在某時刻具有或維持規(guī)定功能的能力，可用性公式為：a=mtbf/(mtbf+mttr)100% 。四、電工

43、與電子學知識 第一節(jié) 電工知識一、供電系統(tǒng)1、電源質(zhì)量指標供電的質(zhì)量指標是電壓、頻率穩(wěn)定性和供電可靠性三項。對于檢測與過程控制系統(tǒng)，電源質(zhì)量要求以下幾項指標：（1）電源電壓及允許偏差交流：220v10% 直流：24v+10%/24v-3% 48v10%電源電壓偏差極限值如下：交流：1級 1.0% 直流: 1級 1.0% 2級 10% 2級 5.0% 3級 +10%/-15% 3級 +10%/-15% 4級 +15%/-20% 4級 +15%/-20% 5級 +30%/-20%(2)電源頻率及允許偏差 50hz1hz頻率偏差極限值分為三級: 1級: 0.2% 2級: 1.0% 3級: 5.0%(

44、3)電源電壓降低及線路電壓降 電源電壓降低主要是電網(wǎng)電壓瞬時波動所致.短時壓降有可能導致系統(tǒng)控制誤動作。 線路電壓降主要是供電線路較遠時，當線徑選擇不當，由導線壓降損失所致。（4）電源瞬時中斷 電源瞬時中斷又稱“電力瞬時擾動”，它指“持續(xù)時間等于或小于0.2秒的擾動”。它對測量和控制系統(tǒng)正常工作有重大影響。 日本石油協(xié)會（jpi）有關(guān)規(guī)定指出：電動回路儀表的允許瞬時停電時間一般為5ms；繼電器一般為0.55ms。 儀表輔助或備用電源切換時間的極限值如表1-4-1所示。 表1-4-1 輔助或備用電源切換時間極限值 電源分級交流電源直流電源切換時間不超過下列值,ms1級2級3級4級5級310202

45、00100015202001000（5）特殊用電要求 某些儀表對交流電源的諧波含量、直流電源電壓紋波有特殊要求，一般規(guī)定如下：交流電源的諧波含量：5%直流電源的紋波電壓：1%諧波含量是各諧波電壓平方之和的平方根與電源基頻電壓（均方根值）之比的百分數(shù)，即：諧波含量=（諧波電壓/基頻電壓）100%紋波電壓是電源電壓總交流分量（峰-峰值）與電源電壓平均值之比的百分數(shù)，即： 紋波電壓=總交流分量（峰-峰值）/電壓平均值 100%諧波含量與紋波電壓的極限值見表1-4-2所示。 表1-4-2 交流諧波含量與直流紋波電壓的極限值分級交流諧波含量直流紋波電壓分級交流諧波含量直流紋波電壓1級2級2%5%0.2%

46、1.0%3級4級10%20%5%15%2、負荷等級用電負荷根據(jù)事故停電在政治上、經(jīng)濟上所造成損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。（1）一級負荷 突然停電將造成人身傷亡的危險，或造成重大的政治影響，或使重大設(shè)備損壞且難以修復，或中斷對它的供電將發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒、混亂等現(xiàn)象的負荷。（2）二級負荷 突然停電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失，如引起設(shè)備損壞或大量產(chǎn)品報廢，造成重大減產(chǎn)，人員集中的公共場所秩序混亂等現(xiàn)象的負荷。（3）三級負荷 較長時間中斷供電造成的損失不很嚴重的負荷。對于化工企業(yè)，根據(jù)用電負荷在生產(chǎn)過程中的重要程度劃分為以下各級。（1）一級一類負荷 簡稱為保安負荷。當企業(yè)

47、工作電源突然中斷時，為保證安全停產(chǎn)，避免發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒等事故，防止人身傷亡和損壞關(guān)鍵的設(shè)備；或一旦發(fā)生這類故障時，能及時處理故障，防止事故擴大的設(shè)備；或保護關(guān)鍵設(shè)備，例如關(guān)鍵設(shè)備的潤滑油泵，化工生產(chǎn)過程中聚合反應(yīng)的聚合釜阻聚劑投送設(shè)備，電石爐的冷卻水；部分電子計算機及自動控制裝置及事故照明、通信、火警電源等。（2）一級二類負荷 當企業(yè)工作電源突然中斷時，將使企業(yè)的產(chǎn)品及原材料大量報廢，恢復供電后，又需要很長時間才能恢復生產(chǎn)，造成重大經(jīng)濟損失的用電負荷，以及從保安負荷挑選剩下的負荷。（3）二級負荷 當企業(yè)工作電源突然中斷時，企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，大量產(chǎn)品報廢，化工生產(chǎn)過程需要較長時間才能恢復，以及重點企業(yè)大量減產(chǎn)等等的用電負荷，通常化工廠連續(xù)性生產(chǎn)的大部分負荷多宜劃分為二級負荷。（4）三級負荷 不屬于一、二級負荷者。例如允許停電幾小時而不造成化工生產(chǎn)損失的用電負荷、機修等輔助車間用電負荷。3、供電要求一級負荷對供電電源的要求是由兩個獨立電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個