檢測(cè)儀表基本知識(shí)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1檢測(cè)儀表基本知識(shí)檢測(cè)儀表基本知識(shí)第1頁/共50頁什么是檢測(cè)？什么是檢測(cè)？ .W.Von.Siemens從從信息論信息論角度講，檢測(cè)就是獲得信息的過程。角度講，檢測(cè)就是獲得信息的過程。在科研、生產(chǎn)和軍事等領(lǐng)域，檢測(cè)是必不可少的過程。在科研、生產(chǎn)和軍事等領(lǐng)域，檢測(cè)是必不可少的過程。通常所講的檢測(cè)是指使用專門的工具，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，通常所講的檢測(cè)是指使用專門的工具，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，進(jìn)行比較，找出被測(cè)參數(shù)的進(jìn)行比較，找出被測(cè)參數(shù)的量值量值或判定被測(cè)參數(shù)的或判定被測(cè)參數(shù)的有無有無。檢測(cè)的過程就是用檢測(cè)的過程就是用敏感元件敏感元件將被測(cè)參數(shù)的信息轉(zhuǎn)換將被測(cè)參數(shù)的信息轉(zhuǎn)換成另一種形式的信息，通過成另

2、一種形式的信息，通過顯示顯示或其它形式被人們所認(rèn)或其它形式被人們所認(rèn)知。知。第2頁/共50頁1.1 測(cè)量的概念測(cè)量的概念第3頁/共50頁 測(cè)量方法測(cè)量方法-按照測(cè)量方式分類按照測(cè)量方式分類1、直接測(cè)量、直接測(cè)量2、間接測(cè)量、間接測(cè)量用標(biāo)定的儀器、儀表進(jìn)行測(cè)量，從而直接測(cè)得待測(cè)量的數(shù)值用標(biāo)定的儀器、儀表進(jìn)行測(cè)量，從而直接測(cè)得待測(cè)量的數(shù)值這種方法是工程上廣泛采用的方法這種方法是工程上廣泛采用的方法被測(cè)量本身不易直接測(cè)量，但可以通過與被測(cè)量有一定有關(guān)被測(cè)量本身不易直接測(cè)量，但可以通過與被測(cè)量有一定有關(guān)系的其他量（一個(gè)或幾個(gè)），來求出被測(cè)量的數(shù)值。系的其他量（一個(gè)或幾個(gè)），來求出被測(cè)量的數(shù)值。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)

3、量過程簡(jiǎn)單迅速。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量過程簡(jiǎn)單迅速。缺點(diǎn)：測(cè)量精度不高。缺點(diǎn)：測(cè)量精度不高。例如測(cè)量某固體的密度時(shí)，可以通過稱重、量出其幾何尺例如測(cè)量某固體的密度時(shí)，可以通過稱重、量出其幾何尺寸，計(jì)算出體積，再計(jì)算密度。寸，計(jì)算出體積，再計(jì)算密度。第4頁/共50頁1、偏差法測(cè)量、偏差法測(cè)量用測(cè)量?jī)x表的指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移（偏差）來用測(cè)量?jī)x表的指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移（偏差）來直接表示被測(cè)量的大小。在經(jīng)過校準(zhǔn)的儀器儀表上讀取直接表示被測(cè)量的大小。在經(jīng)過校準(zhǔn)的儀器儀表上讀取數(shù)值數(shù)值特點(diǎn)特點(diǎn)它是以間接的方式實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量（校準(zhǔn)結(jié)它是以間接的方式實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量（校準(zhǔn)結(jié)果）的比較。果）的比較。 例如

4、用電磁式儀表，測(cè)量電路中的電流、電壓，就例如用電磁式儀表，測(cè)量電路中的電流、電壓，就屬于偏差式測(cè)量。屬于偏差式測(cè)量。 這種測(cè)量方法過程直觀、方便、簡(jiǎn)單、迅速，但是精這種測(cè)量方法過程直觀、方便、簡(jiǎn)單、迅速，但是精度較低、量程窄。度較低、量程窄。 測(cè)量方法測(cè)量方法-按照測(cè)量原理分類按照測(cè)量原理分類第5頁/共50頁2、零位法測(cè)量、零位法測(cè)量在測(cè)量過程中，用指零儀表（如檢流計(jì)）的零位指示測(cè)在測(cè)量過程中，用指零儀表（如檢流計(jì)）的零位指示測(cè)量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。用已知的基準(zhǔn)量決定被測(cè)量。量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)。用已知的基準(zhǔn)量決定被測(cè)量。只要零指示器的靈敏度足夠高，零位法測(cè)量的準(zhǔn)確度幾乎只要零指示器的靈敏度足夠高，零

5、位法測(cè)量的準(zhǔn)確度幾乎等同于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度，因而測(cè)量準(zhǔn)確度很高。等同于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度，因而測(cè)量準(zhǔn)確度很高。例如用惠斯登電橋測(cè)量電阻，天平稱重也是這個(gè)道理例如用惠斯登電橋測(cè)量電阻，天平稱重也是這個(gè)道理。是常用于在實(shí)驗(yàn)室和做精密測(cè)量的一種方法。是常用于在實(shí)驗(yàn)室和做精密測(cè)量的一種方法。平衡狀態(tài)，需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)，即使采用一些自動(dòng)平衡平衡狀態(tài)，需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)，即使采用一些自動(dòng)平衡技術(shù)，檢測(cè)速度仍然較慢，因此測(cè)量時(shí)間過長(zhǎng)，不適用技術(shù)，檢測(cè)速度仍然較慢，因此測(cè)量時(shí)間過長(zhǎng)，不適用于快速變化的信號(hào)。于快速變化的信號(hào)。不足不足:第6頁/共50頁3、微差法測(cè)量、微差法測(cè)量偏差測(cè)量法和零位測(cè)量法相結(jié)合。偏差測(cè)量法和

6、零位測(cè)量法相結(jié)合。它通過測(cè)量被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量之差（通常這個(gè)差值很?。﹣硭ㄟ^測(cè)量被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量之差（通常這個(gè)差值很?。﹣頊y(cè)得被測(cè)量的值。測(cè)得被測(cè)量的值。被被測(cè)測(cè)量量X標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)量量SP差值差值第7頁/共50頁 在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量設(shè)備不準(zhǔn)確，測(cè)量方法不完善、在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量設(shè)備不準(zhǔn)確，測(cè)量方法不完善、測(cè)量程序不規(guī)范及測(cè)量環(huán)境因素的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果或測(cè)量程序不規(guī)范及測(cè)量環(huán)境因素的影響，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果或多或少地偏離被測(cè)量的真值。多或少地偏離被測(cè)量的真值。 測(cè)量本身所具有的真正的值。如三角形的內(nèi)角和等于測(cè)量本身所具有的真正的值。如三角形的內(nèi)角和等于180度度計(jì)量部門指定的值。如標(biāo)準(zhǔn)法碼的

7、重量、標(biāo)準(zhǔn)尺等。計(jì)量部門指定的值。如標(biāo)準(zhǔn)法碼的重量、標(biāo)準(zhǔn)尺等。1、誤差公理、誤差公理2、示值的表示、示值的表示（1）、理論真值）、理論真值真值是個(gè)理想的概念，一般是很難知道的。真值是個(gè)理想的概念，一般是很難知道的。(制圖中不允制圖中不允許標(biāo)注許標(biāo)注“封閉封閉”尺寸尺寸)（2）、指定（約定）真）、指定（約定）真值值 “一切測(cè)量都有存在，誤差自始至終存在于所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)中一切測(cè)量都有存在，誤差自始至終存在于所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)中”這就是誤差公理。這就是誤差公理。1.21.2 測(cè)量誤差及處理測(cè)量誤差及處理第8頁/共50頁 上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表所體現(xiàn)的值當(dāng)作準(zhǔn)確無誤的值。如：標(biāo)準(zhǔn)上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表所體現(xiàn)的值當(dāng)作準(zhǔn)確無誤的值。

8、如：標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)儀器、測(cè)試帶（語音、圖象）溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)儀器、測(cè)試帶（語音、圖象）測(cè)量器具上所標(biāo)定的數(shù)值。測(cè)量器具上所標(biāo)定的數(shù)值。燈泡：燈泡：220V100W由測(cè)量器具指示的被測(cè)量的值。由測(cè)量器具指示的被測(cè)量的值。（3）、實(shí)際值）、實(shí)際值/相對(duì)真值相對(duì)真值（4）、標(biāo)稱值）、標(biāo)稱值標(biāo)稱值并不一定等于他的真值或?qū)嶋H值標(biāo)稱值并不一定等于他的真值或?qū)嶋H值（5）、示值）、示值/測(cè)量值測(cè)量值(X)第9頁/共50頁TX 概概 述述另一種表示方法：測(cè)量值另一種表示方法：測(cè)量值絕對(duì)誤差。如絕對(duì)誤差。如1000 1絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差0 xx由于真值無法得到由于真值無法得到 x：被校表的讀數(shù)值，：被校表的讀數(shù)值，x

9、0 ：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值 第10頁/共50頁 概概 述述xxxx0用來說明測(cè)量精度的高低。用來說明測(cè)量精度的高低。 實(shí)際相對(duì)誤差：實(shí)際相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與實(shí)際值（或測(cè)量值）的百分比。絕對(duì)誤差與實(shí)際值（或測(cè)量值）的百分比。ttIxxxxxxx或000相對(duì)誤差相對(duì)誤差第11頁/共50頁%100%1000Spxxx標(biāo)尺下限值標(biāo)尺上限值 概概 述述 引用誤差 SP 儀表量程 最大引用誤差最大引用誤差(滿度誤差滿度誤差)用于確定儀表的精度用于確定儀表的精度maxmaxmaxmin100%,XYYYY第12頁/共50頁4、按誤差出現(xiàn)的原因分類、按誤差出現(xiàn)的原因分類(1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(2)隨

10、機(jī)誤差隨機(jī)誤差 在一定測(cè)量條件下，在一定測(cè)量條件下，測(cè)量值中含有不變或按一定規(guī)律測(cè)量值中含有不變或按一定規(guī)律變化的誤差變化的誤差。其大小和方向均不會(huì)改變。主要由儀表本身。其大小和方向均不會(huì)改變。主要由儀表本身的缺陷，觀測(cè)者的習(xí)慣或偏向等因素產(chǎn)生。的缺陷，觀測(cè)者的習(xí)慣或偏向等因素產(chǎn)生。系統(tǒng)誤差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確系統(tǒng)誤差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確 有很多復(fù)雜原因的微小變化的總合所引起的誤差。有很多復(fù)雜原因的微小變化的總合所引起的誤差?？梢杂媒y(tǒng)計(jì)規(guī)律來描述，可以從理論上估計(jì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影可以用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來描述，可以從理論上估計(jì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。響。如果一個(gè)測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差均很小，則表明該如果一個(gè)測(cè)

11、量結(jié)果的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差均很小，則表明該測(cè)量既精密又正確即精確。測(cè)量既精密又正確即精確。它表現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的離散性，隨機(jī)誤差越小，精密度越高。它表現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的離散性，隨機(jī)誤差越小，精密度越高。第13頁/共50頁(3)(3)粗大誤差（疏忽誤差）粗大誤差（疏忽誤差） 由于人為的原因和環(huán)境干擾等原因使測(cè)量結(jié)果由于人為的原因和環(huán)境干擾等原因使測(cè)量結(jié)果顯著偏離其實(shí)際值所造成的誤差，如果確屬粗大誤顯著偏離其實(shí)際值所造成的誤差，如果確屬粗大誤差，該值應(yīng)舍去不用。差，該值應(yīng)舍去不用。(4)(4)緩變誤差緩變誤差 特點(diǎn)特點(diǎn)：變化難以預(yù)測(cè)，且隨時(shí)間發(fā)生變化：變化難以預(yù)測(cè)，且隨時(shí)間發(fā)生變化 誤差產(chǎn)生的原因誤差產(chǎn)生的原

12、因：由儀表內(nèi)部的元器件老化過程：由儀表內(nèi)部的元器件老化過程 引起的。引起的。 處理方法處理方法：可更換元器件、零部件或通過不斷：可更換元器件、零部件或通過不斷 校正加以克服和消除。校正加以克服和消除。第14頁/共50頁5、按誤差測(cè)試的條件分類、按誤差測(cè)試的條件分類(1)基本誤差基本誤差(2)附加誤差附加誤差 在規(guī)定的工作條件下（如溫度、濕度、電源電壓等一定）在規(guī)定的工作條件下（如溫度、濕度、電源電壓等一定），儀表本身具有的誤差。可用最大引用誤差表示其大小，儀表本身具有的誤差?？捎米畲笠谜`差表示其大小儀表的精度等級(jí)在數(shù)值上反映基本誤差的大小。儀表的精度等級(jí)在數(shù)值上反映基本誤差的大小。 當(dāng)儀表的

13、工作條件偏離正常范圍時(shí)所引起的誤差。當(dāng)儀表的工作條件偏離正常范圍時(shí)所引起的誤差。第15頁/共50頁作用于檢測(cè)裝置輸入端的被測(cè)信號(hào)，通常要轉(zhuǎn)換成以下幾作用于檢測(cè)裝置輸入端的被測(cè)信號(hào)，通常要轉(zhuǎn)換成以下幾種便于傳輸和顯示的信號(hào)類型種便于傳輸和顯示的信號(hào)類型1.1.位移信號(hào)位移信號(hào)2.2.壓力信號(hào)壓力信號(hào)3.3.電氣信號(hào)電氣信號(hào)4.4.光信號(hào)光信號(hào)1.3 檢測(cè)儀表的組成與分類第16頁/共50頁 在時(shí)間上是連續(xù)變化的在時(shí)間上是連續(xù)變化的, , 即在任何瞬時(shí)都可以確即在任何瞬時(shí)都可以確定其數(shù)值的信號(hào)。定其數(shù)值的信號(hào)。 數(shù)字信號(hào)是一種以離散形式出現(xiàn)的不連續(xù)信號(hào)數(shù)字信號(hào)是一種以離散形式出現(xiàn)的不連續(xù)信號(hào), ,通

14、常用二進(jìn)制數(shù)通常用二進(jìn)制數(shù)“0 0”和和“1 1”組合的代碼序列來表示。組合的代碼序列來表示。 用兩種狀態(tài)或用兩個(gè)數(shù)值范圍表示的不連續(xù)信號(hào)。用兩種狀態(tài)或用兩個(gè)數(shù)值范圍表示的不連續(xù)信號(hào)。第17頁/共50頁 依據(jù)依據(jù)的不同的不同, ,可分成壓力可分成壓力 ( (包括差壓、負(fù)壓包括差壓、負(fù)壓) )檢測(cè)儀表、流量檢測(cè)儀表、物位檢測(cè)儀表、流量檢測(cè)儀表、物位 ( (液位液位) )檢測(cè)儀表、溫度檢測(cè)儀表、溫度檢測(cè)儀表、物質(zhì)成分分析儀表及物性檢測(cè)儀表等。檢測(cè)儀表、物質(zhì)成分分析儀表及物性檢測(cè)儀表等。按按的方式不同的方式不同, ,可分成指示型、記錄型、信號(hào)可分成指示型、記錄型、信號(hào)型、遠(yuǎn)傳指示型、累積型等。型、遠(yuǎn)

15、傳指示型、累積型等。按按的不同的不同, ,可分為實(shí)用儀表、范型可分為實(shí)用儀表、范型儀表和標(biāo)準(zhǔn)儀表儀表和標(biāo)準(zhǔn)儀表, ,分別使用在現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)定室。分別使用在現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)驗(yàn)室和標(biāo)定室。 第18頁/共50頁測(cè)量范圍測(cè)量范圍測(cè)量下限測(cè)量下限測(cè)量上限測(cè)量上限 量程量程=測(cè)量上限值測(cè)量下限值測(cè)量上限值測(cè)量下限值量程還與準(zhǔn)確度及儀表選用有關(guān)量程還與準(zhǔn)確度及儀表選用有關(guān) 1.4 檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)檢測(cè)儀表的性能指標(biāo)第19頁/共50頁2、精確度（精度）、精確度（精度） 表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度。表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度。 儀表的精度是用基本誤差表示的。儀表的精度是用基本誤差表示的。目前我國生產(chǎn)的儀表的精度等

16、級(jí)有：目前我國生產(chǎn)的儀表的精度等級(jí)有：0.01,0.02,0.05,0.1,0.20.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,0.,0.35,0.5,1.05,1.0,1.5,2.5,4.0,1.5,2.5,4.0等等數(shù)值越小，表示儀表的精度等級(jí)越高。數(shù)值越小，表示儀表的精度等級(jí)越高。第20頁/共50頁 儀表的精度等級(jí)以一定的符號(hào)形式表儀表的精度等級(jí)以一定的符號(hào)形式表示在儀表標(biāo)尺板上，如示在儀表標(biāo)尺板上，如1.01.0外加一個(gè)圓圈外加一個(gè)圓圈或三角形。精度等級(jí)或三角形。精度等級(jí)1.01.0，說明該儀表允，說明該儀表允許誤差為許誤差為1.0%1.0%。1.01.0 儀表的儀表的允允越

17、大，表示它的精確度越低；反之，儀表的越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的允允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉掉“”號(hào)及號(hào)及“”號(hào)，便可以用來確定儀表的精確度等級(jí)。號(hào)，便可以用來確定儀表的精確度等級(jí)。說明：說明：儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，。因此，常說的常說的“絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差”指的是絕對(duì)誤差中的最大值指的是絕對(duì)誤差中的最大值max。第21頁/共50頁儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)是衡量?jī)x表質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。是衡量?jī)x表質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 準(zhǔn)確度等級(jí)

18、數(shù)值越小，就表征該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)越高，儀準(zhǔn)確度等級(jí)數(shù)值越小，就表征該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)越高，儀表的準(zhǔn)確度越高。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x表，其準(zhǔn)確度大多在表的準(zhǔn)確度越高。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量?jī)x表，其準(zhǔn)確度大多在0.50.5級(jí)以下。級(jí)以下。 儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上。上。舉例舉例1.51.0如：如：高高精度等級(jí)精度等級(jí)低低0.02，0.050.5，1.01.5，2.5，4.0標(biāo)準(zhǔn)儀表用標(biāo)準(zhǔn)儀表用 準(zhǔn)確測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)量用用一般工業(yè)用一般工業(yè)用第22頁/共50頁例例1 1.5級(jí)電壓表級(jí)電壓表,量程量程:0100V,最大絕對(duì)誤差最大絕對(duì)誤差

19、?例例2 1.0級(jí)電流表級(jí)電流表,量程量程100A，測(cè)量值分別為，測(cè)量值分別為100、80、20A，絕對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差？，絕對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差？)(5 . 11001005 . 1Vxxmmm%1%1001001%100%100111xxxxmx)( 11001001Axxmmm%25. 1%100801%100%100222xxxxmx%5%100201%100%100333xxxxmx絕對(duì)誤差均認(rèn)為是最大絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差均認(rèn)為是最大絕對(duì)誤差誤差的整量化誤差的整量化100A時(shí)時(shí)80A時(shí)時(shí)20A時(shí)時(shí)在同一量程內(nèi)，測(cè)量值越小，示值相對(duì)誤差越大在同一量程內(nèi)，測(cè)量值越小，示值相對(duì)誤差越大%10

20、0mmmxx第23頁/共50頁%8 .0%1002007004舉例舉例例例3某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200700，校驗(yàn)該表時(shí)，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為得到的最大絕對(duì)誤差為4，試確定該儀表的相對(duì)百分誤，試確定該儀表的相對(duì)百分誤差與準(zhǔn)確度等級(jí)。差與準(zhǔn)確度等級(jí)。 解解 該儀表的相對(duì)百分誤差為該儀表的相對(duì)百分誤差為 如果將該儀表的如果將該儀表的去掉去掉“”號(hào)與號(hào)與“”號(hào)，其數(shù)值為號(hào)，其數(shù)值為0.80.8。由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有。由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.80.8級(jí)儀表，同時(shí)，級(jí)儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超過了該儀表的誤差超過了0.50.5級(jí)儀表所允許的最大誤差，

21、所以，級(jí)儀表所允許的最大誤差，所以，這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為1.01.0級(jí)。級(jí)。 第24頁/共50頁(3)允許誤差，就是滿度相對(duì)誤差、引用誤差允許誤差，就是滿度相對(duì)誤差、引用誤差例例4 要測(cè)量要測(cè)量100的溫度，現(xiàn)有的溫度，現(xiàn)有0.5級(jí)、級(jí)、0300 和和1.0級(jí)級(jí)、0100 的兩個(gè)溫度計(jì)，示值相對(duì)誤差？的兩個(gè)溫度計(jì)，示值相對(duì)誤差？%5 . 1%1001005 . 1%100111xxx)(5 . 13001005 . 01000111111CxSxxxmmmm0.5級(jí)級(jí)1.0級(jí)級(jí))( 11001000 . 11000222222CxSxxxmmmm%1%1001001

22、%100222xxx應(yīng)選用應(yīng)選用1.0級(jí)的溫度計(jì)，價(jià)格低、誤差小級(jí)的溫度計(jì)，價(jià)格低、誤差小第25頁/共50頁 例例5 5 某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是600600-11001100，其最，其最大絕對(duì)誤差為大絕對(duì)誤差為4 ，試確定該儀表的精度等級(jí)。，試確定該儀表的精度等級(jí)。max4100%0.8%1100600 由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.80.8級(jí)儀表，級(jí)儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了而該儀表的最大引用誤差超過了0.50.5級(jí)儀表的允許級(jí)儀表的允許誤差，所以這臺(tái)儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為誤差，所以這臺(tái)儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為1.01.0級(jí)。級(jí)。解解 儀表的

23、最大允許誤差為儀表的最大允許誤差為第26頁/共50頁 例例6 6 某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是600600-11001100，工藝工藝要求要求該儀表指示值的誤差不得超過該儀表指示值的誤差不得超過4 ，應(yīng)選，應(yīng)選精度精度等級(jí)為多少的儀表才能滿足工藝要求。等級(jí)為多少的儀表才能滿足工藝要求。max4100%0.8%11006000.8%介于允許誤差介于允許誤差0.5%與與1.0%之間，如果選之間，如果選擇允許誤差為擇允許誤差為1.0%,則其精度等級(jí)應(yīng)為則其精度等級(jí)應(yīng)為1.0級(jí)。量程級(jí)。量程為為6001100，精確度為，精確度為1.0級(jí)的儀表，可能產(chǎn)生的級(jí)的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為最

24、大絕對(duì)誤差為5，超過了工藝的要求。所以只，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺(tái)允許誤差為能選擇一臺(tái)允許誤差為0.5%，即精確度等級(jí)為，即精確度等級(jí)為0.5級(jí)的儀表，才能滿足工藝要求。級(jí)的儀表，才能滿足工藝要求。解解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差為根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差為第27頁/共50頁結(jié)論：結(jié)論：校表：校表： 選表：選表： 儀表精度與量程有關(guān)，量程是根據(jù)所要測(cè)量的儀表精度與量程有關(guān)，量程是根據(jù)所要測(cè)量的工藝變量來確定的。在儀表精度等級(jí)一定的前提下工藝變量來確定的。在儀表精度等級(jí)一定的前提下適當(dāng)縮小量程，可以減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確適當(dāng)縮小量程，可以減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。

25、性。計(jì)計(jì)算算所所選選等等級(jí)級(jí)max計(jì)計(jì)算算所所選選等等級(jí)級(jí)max第28頁/共50頁 式中式中，f為線性度（又稱非線性誤差）；為線性度（又稱非線性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲線為校準(zhǔn)曲線對(duì)于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計(jì)算）。對(duì)于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計(jì)算）。 輸入值輸入值輸出值輸出值理論理論實(shí)際實(shí)際max 3、線性度、線性度輸入輸入- -輸出特性曲線對(duì)相應(yīng)直線的偏離程度輸出特性曲線對(duì)相應(yīng)直線的偏離程度100% m m a ax x量量程程非線性誤差非線性誤差線性度差就要降低儀表精度。線性度差就要降低儀表精度。第29頁/共50頁 靈敏度靈敏度ySx 線性儀表線性儀表 非線性儀非

26、線性儀表表 S S Const.( )S x 死區(qū)死區(qū)(不靈敏區(qū)不靈敏區(qū))輸入變化不致引起輸出輸入變化不致引起輸出可察覺可察覺變化的區(qū)間。變化的區(qū)間。靈敏度為零靈敏度為零 起因：電路偏置不當(dāng)、機(jī)械傳動(dòng)中的摩擦和間隙起因：電路偏置不當(dāng)、機(jī)械傳動(dòng)中的摩擦和間隙 有時(shí)故意將死區(qū)調(diào)大，防止輸出隨輸入變化過快有時(shí)故意將死區(qū)調(diào)大，防止輸出隨輸入變化過快第30頁/共50頁 分辨率（靈敏限分辨率（靈敏限 ） 數(shù)字顯示器最末位數(shù)字間隔數(shù)字顯示器最末位數(shù)字間隔代表被測(cè)量的變化與量程的比值。即儀表最低量程代表被測(cè)量的變化與量程的比值。即儀表最低量程上最末一位改變一個(gè)數(shù)所表示的被測(cè)參數(shù)變化量。上最末一位改變一個(gè)數(shù)所表

27、示的被測(cè)參數(shù)變化量。 靈敏限靈敏限 指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)最小指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)最小 變化量、通常應(yīng)不大于儀表最大允許誤差的一半變化量、通常應(yīng)不大于儀表最大允許誤差的一半。注意：注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨率表示。往往用分辨率表示。 第31頁/共50頁%100標(biāo)尺下限值標(biāo)尺上限值最大絕對(duì)差值變差 變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對(duì)被測(cè)量是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測(cè)參數(shù)逐漸由在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測(cè)參數(shù)逐漸

28、由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行所小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的差值。得到的兩條特性曲線之間的差值。 圖圖2-1 2-1 測(cè)量?jī)x表的變測(cè)量?jī)x表的變差差 0% 25% 50% 75% 100%第32頁/共50頁輸入值輸入值輸出值輸出值正行程正行程反行程反行程max 100% m m a ax x量量程程回差回差 同一被測(cè)量在上升和下降時(shí)輸出值間的最大差值同一被測(cè)量在上升和下降時(shí)輸出值間的最大差值注意：注意：儀表的變差不能超出儀表允許誤差，否則儀表應(yīng)及時(shí)檢修。儀表的變差不能超出儀表允許誤差，否則儀表應(yīng)及時(shí)檢修。 形成原因：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙

29、、運(yùn)動(dòng)部件的摩擦、彈性元件形成原因：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙、運(yùn)動(dòng)部件的摩擦、彈性元件 彈性滯后的影響彈性滯后的影響第33頁/共50頁 重復(fù)性重復(fù)性表示檢測(cè)儀表在被測(cè)參數(shù)按同一方向作全量表示檢測(cè)儀表在被測(cè)參數(shù)按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得標(biāo)定特性曲線不一致的程度。若程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得標(biāo)定特性曲線不一致的程度。若標(biāo)定的特性曲線一致標(biāo)定的特性曲線一致, ,重復(fù)性就好重復(fù)性就好, ,重復(fù)性誤差就小。重復(fù)性誤差就小。 圖圖2-3 重復(fù)性示意圖重復(fù)性示意圖%100max儀表量程ZZ第34頁/共50頁以下三個(gè)量的關(guān)系如何？以下三個(gè)量的關(guān)系如何？ 再現(xiàn)性再現(xiàn)性回差回差 重復(fù)性重復(fù)性回差回差 重復(fù)性重復(fù)性再現(xiàn)性

30、再現(xiàn)性 重復(fù)性：重復(fù)性：在相同條件下，按在相同條件下，按同一方向同一方向多次測(cè)量同一被測(cè)多次測(cè)量同一被測(cè) 量時(shí)，儀表提供相近輸出的能力量時(shí)，儀表提供相近輸出的能力 再現(xiàn)性：再現(xiàn)性：在相同條件下，在規(guī)定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，對(duì)同一在相同條件下，在規(guī)定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，對(duì)同一被測(cè)量從被測(cè)量從兩個(gè)方向兩個(gè)方向測(cè)量時(shí)，儀表輸出值的一致程度測(cè)量時(shí)，儀表輸出值的一致程度第35頁/共50頁 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間就是用來衡量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的就是用來衡量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，說明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能給出品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，說明儀表需要較長(zhǎng)時(shí)間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測(cè)量變

31、化頻繁的參數(shù)。準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測(cè)量變化頻繁的參數(shù)。 儀表反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。儀表反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。 儀表儀表的反的反應(yīng)時(shí)應(yīng)時(shí)間有間有不同不同的表的表示方示方法法 當(dāng)輸入信號(hào)突然變化一個(gè)數(shù)值后，輸當(dāng)輸入信號(hào)突然變化一個(gè)數(shù)值后，輸出信號(hào)將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值出信號(hào)將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。 儀表的輸出信號(hào)由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值儀表的輸出信號(hào)由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的的63.263.2（9595）所用的時(shí)間，可用來表示）所用的時(shí)間，可用來表示反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間。第36頁/共50頁 可靠度可靠度 R(t)：規(guī)定時(shí)間內(nèi)無故障的概

32、率規(guī)定時(shí)間內(nèi)無故障的概率不可靠度不可靠度 F(t) = 1 R(t) 故障率故障率 ：儀表工作到儀表工作到t t時(shí)刻時(shí)時(shí)刻時(shí)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率 ( )tR te 平均無故障工作時(shí)間（平均無故障工作時(shí)間（Mean Time Between Failure）儀表在相鄰兩次故障間隔內(nèi)有效工作的平均時(shí)間儀表在相鄰兩次故障間隔內(nèi)有效工作的平均時(shí)間 平均工作時(shí)間（平均工作時(shí)間（Mean Time To Failure）不可修復(fù)產(chǎn)品從開始工作到發(fā)生故障前的平均時(shí)間不可修復(fù)產(chǎn)品從開始工作到發(fā)生故障前的平均時(shí)間平均壽命平均壽命平均壽命平均壽命1 故障率故障率 平均故障修復(fù)時(shí)間（平均

33、故障修復(fù)時(shí)間（Mean Time To Repair）儀表出現(xiàn)故障到恢復(fù)工作時(shí)的平均時(shí)間儀表出現(xiàn)故障到恢復(fù)工作時(shí)的平均時(shí)間第37頁/共50頁 故障率故障率 =2%/1000h，即：，即：100臺(tái)儀表在臺(tái)儀表在1000小時(shí)內(nèi)故障小時(shí)內(nèi)故障2臺(tái)臺(tái) 可靠度可靠度 R(t)=exp(-0.02/1000.t)T=100;R=99.8%;T=1000,R=98%;t=10000,R=82%平均壽命平均壽命=1000/0.02=50000h第38頁/共50頁 相對(duì)誤差相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 引用誤差引用誤差 儀表基本誤差儀表基本誤差 儀表滿刻度相對(duì)誤差儀表滿刻度相對(duì)誤差 允許誤差允許誤差0 xxx 0

34、100%xx 100%x 量程量程 標(biāo)準(zhǔn)條件下，儀表全量程范圍內(nèi)各輸標(biāo)準(zhǔn)條件下，儀表全量程范圍內(nèi)各輸出值誤差中絕對(duì)值最大者出值誤差中絕對(duì)值最大者100%基本 差基本 差準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度量程量程誤誤制造單位為保證儀表不超過基本誤差而設(shè)的限值制造單位為保證儀表不超過基本誤差而設(shè)的限值一般希望被測(cè)量一般希望被測(cè)量接近儀表上限值，接近儀表上限值，故多用引用誤差故多用引用誤差復(fù)習(xí)第39頁/共50頁判定儀表測(cè)量精確性？判定儀表測(cè)量精確性？用儀表用儀表滿刻度相對(duì)誤差滿刻度相對(duì)誤差來衡量來衡量準(zhǔn)確度（精度、精確度）儀表給出接近于真值的響應(yīng)能力儀表給出接近于真值的響應(yīng)能力第40頁/共50頁 先用滿刻度相對(duì)誤差略去百

35、分號(hào)作為儀表先用滿刻度相對(duì)誤差略去百分號(hào)作為儀表的準(zhǔn)確度，再選數(shù)值上與它最接近又比它大的的準(zhǔn)確度，再選數(shù)值上與它最接近又比它大的等級(jí)作為該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。等級(jí)作為該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。準(zhǔn)確度等級(jí)：準(zhǔn)確度等級(jí)：，0.05,0.1,0.25,0.35,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0, 例：例：儀表基本誤差儀表基本誤差=2.3；量程；量程=200 儀表滿刻度相對(duì)誤差儀表滿刻度相對(duì)誤差=1.15%;準(zhǔn)確度等級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí):1.5第41頁/共50頁敏感元件敏感元件（sensor）：感受被測(cè)參數(shù)并將其變化轉(zhuǎn)換成另一）：感受被測(cè)參數(shù)并將其變化轉(zhuǎn)換成另一種物理量的變化。種物理量的變化。傳感器傳感器（tr

36、ansducer）：直接感受被測(cè)參數(shù)，并將其變化轉(zhuǎn)）：直接感受被測(cè)參數(shù)，并將其變化轉(zhuǎn)換成易于傳送的物理量。換成易于傳送的物理量。變送器變送器（transmitter）：一種特殊的傳感器，使用統(tǒng)一動(dòng)力）：一種特殊的傳感器，使用統(tǒng)一動(dòng)力源，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。源，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。被測(cè)參數(shù)被測(cè)參數(shù)（measured）：用敏感元件直接感受的測(cè)量參數(shù)）：用敏感元件直接感受的測(cè)量參數(shù)。待測(cè)參數(shù)待測(cè)參數(shù)（parameter to be measured）：需要獲取的測(cè)量）：需要獲取的測(cè)量參數(shù)。參數(shù)。直接測(cè)量直接測(cè)量（direct measurement）：不必測(cè)量與待測(cè)參數(shù)有）：不必測(cè)量與待測(cè)參數(shù)有關(guān)系的其它量，而

37、直接得到待測(cè)量的量值。關(guān)系的其它量，而直接得到待測(cè)量的量值。間接測(cè)量間接測(cè)量（indirect measurement）：通過測(cè)量與待測(cè)參數(shù)）：通過測(cè)量與待測(cè)參數(shù)有關(guān)系的其它量，經(jīng)一定數(shù)學(xué)處理得到待測(cè)量的量值。有關(guān)系的其它量，經(jīng)一定數(shù)學(xué)處理得到待測(cè)量的量值。一些重要術(shù)語一些重要術(shù)語第42頁/共50頁第43頁/共50頁 例例1 1 某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍是某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍是200200-10001000，工藝要求工藝要求該儀表測(cè)溫誤差不能大于該儀表測(cè)溫誤差不能大于5，試確定應(yīng)，試確定應(yīng)選選儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。max5100%0.625%10002000.625%介于允許誤差介于允許誤差0.5%與與1.0%之間，如果之間，如果選擇允許誤差為選擇允許誤差為1.0%,則其精度等級(jí)應(yīng)為則其精度等級(jí)應(yīng)為1.0級(jí)。量級(jí)。量程為程為2001000，精確度為