緒論(復習思考)要點

1、2021/2/71 第一部分第一部分:緒論緒論檢測技術的基礎知識檢測技術的基礎知識 檢測技術和測量儀器的重要作用檢測技術和測量儀器的重要作用; ; 控制系統(tǒng)的發(fā)展對儀器儀表提出的新要求控制系統(tǒng)的發(fā)展對儀器儀表提出的新要求; ; 檢測技術與儀表的理論基礎檢測技術與儀表的理論基礎 關于測量與儀表的相關概念和定義關于測量與儀表的相關概念和定義; ; 一、測量及測量方法一、測量及測量方法 二、測量誤差及其處理方法二、測量誤差及其處理方法 三、三、測量儀表的質(zhì)量指標測量儀表的質(zhì)量指標 測量數(shù)據(jù)的估計和處理測量數(shù)據(jù)的估計和處理 有關測量不確定度的評定與表示方法的新規(guī)范有關測量不確定度的評定與表示方法的新規(guī)

2、范; ; 儀表的防爆和防護的有關知識。儀表的防爆和防護的有關知識。 檢測技術與儀表檢測技術與儀表 2021/2/72 一、測量及測量方法一、測量及測量方法 測量是以確定量值為目的的一組操作。測量是以確定量值為目的的一組操作。包括包括: : 手工或按程序自動進行的操作。手工或按程序自動進行的操作。 操作的結果操作的結果: : 得到被測量的最終結果值得到被測量的最終結果值; ; 不確定度的估計值不確定度的估計值; ; 全部的數(shù)據(jù)處理過程。全部的數(shù)據(jù)處理過程。 測量是利用某種工具并以實驗或計算的方法獲取被測量是利用某種工具并以實驗或計算的方法獲取被 測參數(shù)數(shù)值的過程。是指被測參數(shù)與預先確定的被測參測

3、參數(shù)數(shù)值的過程。是指被測參數(shù)與預先確定的被測參 數(shù)的數(shù)的“單位單位”進行比較進行比較, ,并獲取比值的過程。并獲取比值的過程。 測量過程有三要素測量過程有三要素: : 測量單位測量單位; ; 測量方法測量方法; ; 測量工具測量工具 1 1、測、測 量量 2021/2/73 它可由下式表示它可由下式表示: u x n nux (1-1) (1-2) 式中式中:x被測量值被測量值; u標準量標準量,即測量單位即測量單位; n比值（純數(shù)）比值（純數(shù)）,含有測量誤差。含有測量誤差。 2021/2/74 由測量所獲得的被測量的量值叫測量結果由測量所獲得的被測量的量值叫測量結果。 包括包括:比值和測量單

4、位比值和測量單位;還應給出測量結果的質(zhì)量（測還應給出測量結果的質(zhì)量（測 量結果的可信程度量結果的可信程度用測量不確定度表示）用測量不確定度表示）。因。因 此此,測量結果的完整表述應包括估計值、測量結果的完整表述應包括估計值、 測量單位及測量單位及 測量不確定度。測量不確定度。 2021/2/75 2 2、測量方法、測量方法 實現(xiàn)被測量與標準量比較得出比值的方法實現(xiàn)被測量與標準量比較得出比值的方法, ,稱為測稱為測 量方法。量方法。 根據(jù)獲得測量值的方法可分為根據(jù)獲得測量值的方法可分為: :直接測量、間接測量和直接測量、間接測量和 組合測量組合測量; ; 根據(jù)測量方式可分為根據(jù)測量方式可分為:

5、:偏差式測量、零位式測量與微差偏差式測量、零位式測量與微差 式測量式測量; ; 根據(jù)測量條件不同可分為根據(jù)測量條件不同可分為: :等精度測量與不等精度測量等精度測量與不等精度測量; ; 2021/2/76 根據(jù)被測量變化快慢可分為根據(jù)被測量變化快慢可分為: :靜態(tài)測量與動態(tài)測量靜態(tài)測量與動態(tài)測量; ; 根據(jù)測量敏感元件是否與被測介質(zhì)接觸可分為根據(jù)測量敏感元件是否與被測介質(zhì)接觸可分為: :接觸式接觸式 測量與非接觸式測量測量與非接觸式測量; ; 根據(jù)測量系統(tǒng)是否向被測對象施加能量可分為根據(jù)測量系統(tǒng)是否向被測對象施加能量可分為: :主動式主動式 測量與被動式測量等。測量與被動式測量等。 2021/

6、2/77 （ 1）直接測量、）直接測量、 間接測量與組合測量間接測量與組合測量 測得值直接與標準量進行比較測得值直接與標準量進行比較,不需要經(jīng)過任何運算不需要經(jīng)過任何運算,直直 接得到被測量的數(shù)值接得到被測量的數(shù)值,這種測量方法稱為直接測量。這種測量方法稱為直接測量。 優(yōu)點優(yōu)點: :測量過程簡單而又迅速。測量過程簡單而又迅速。 缺點缺點: :測量精度不容易達到很高。測量精度不容易達到很高。 2021/2/78 首先對與被測量有確定函數(shù)關系的幾個量進行直接測量首先對與被測量有確定函數(shù)關系的幾個量進行直接測量, , 將直接測得值代入函數(shù)關系式將直接測得值代入函數(shù)關系式, , 經(jīng)過計算得到所需要的經(jīng)

7、過計算得到所需要的 結果結果, ,這種測量稱為間接測量。這種測量稱為間接測量。 y=f(x) 或或y=f(x1,x2, ,xn) (1-4) (1-5) 2021/2/79 (2)(2)偏差式測量、偏差式測量、 零位式測量與微差式測量零位式測量與微差式測量 用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的量值用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的量值, ,這這 種測量方法稱為偏差式測量。種測量方法稱為偏差式測量。 用指零儀表的零位反映測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)用指零儀表的零位反映測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài), ,在測量在測量 系統(tǒng)平衡時系統(tǒng)平衡時, ,用已知的標準量決定被測量的量值用已知的標準量決定被測量的量值, ,這種

8、測量這種測量 方法稱為零位式測量。方法稱為零位式測量。 微差式測量微差式測量:綜合了偏差式測量與零位式測量的優(yōu)點綜合了偏差式測量與零位式測量的優(yōu)點 而提出的一種測量方法。它將被測量與已知的標準量相比而提出的一種測量方法。它將被測量與已知的標準量相比 較較,取得差值后取得差值后,再用偏差法測得此差值。再用偏差法測得此差值。 2021/2/710 （3 3）等精度測量與不等精度測量）等精度測量與不等精度測量 在整個測量過程中在整個測量過程中, ,若影響和決定誤差大小的全若影響和決定誤差大小的全 部因素（條件）始終保持不變部因素（條件）始終保持不變, ,對同一被測量進行多對同一被測量進行多 次重復測

9、量次重復測量, ,稱為等精度測量。稱為等精度測量。 在不同的測量條件下在不同的測量條件下, ,用不同精度的儀表用不同精度的儀表, ,不同的不同的 測量方法測量方法, ,不同的測量次數(shù)以及不同的測量者進行測不同的測量次數(shù)以及不同的測量者進行測 量和對比量和對比, ,這種測量稱為不等精度測量。這種測量稱為不等精度測量。 2021/2/711 （4 4）靜態(tài)測量與動態(tài)測量）靜態(tài)測量與動態(tài)測量 被測量在測量過程中認為是固定不變的被測量在測量過程中認為是固定不變的, ,對這種被對這種被 測量進行的測量稱為靜態(tài)測量測量進行的測量稱為靜態(tài)測量。不需要考慮。不需要考慮時間因素時間因素 對測量的影響。對測量的影

10、響。 若被測量在測量過程中是若被測量在測量過程中是隨時間不斷變化的隨時間不斷變化的, ,對這對這 種被測量進行的測量稱為動態(tài)測量。種被測量進行的測量稱為動態(tài)測量。 2021/2/712 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng): :傳感器、變送器（變換器）和其它變換裝置傳感器、變送器（變換器）和其它變換裝置 等等的有機組合。圖的有機組合。圖1-11-1表示測量系統(tǒng)組成結構框圖。表示測量系統(tǒng)組成結構框圖。 3 3、測量系統(tǒng)、測量系統(tǒng) （1 1）測量系統(tǒng)構成）測量系統(tǒng)構成 圖圖1-1 1-1 測量系統(tǒng)組成框圖測量系統(tǒng)組成框圖 2021/2/713 傳感器傳感器:感受被測量的大小感受被測量的大小, 并輸出相對應的可用輸并輸

11、出相對應的可用輸 出信號的器件或裝置出信號的器件或裝置。 變送器變送器:將傳感器輸出的信號變換成便于傳輸和處理將傳感器輸出的信號變換成便于傳輸和處理 的信號的信號。 信號處理環(huán)節(jié)信號處理環(huán)節(jié):將傳感器輸出信號進行處理和變換。將傳感器輸出信號進行處理和變換。 顯示裝置顯示裝置:將被測量信息變成人的感官能接受的形式將被測量信息變成人的感官能接受的形式, 以完成監(jiān)視、控制或分析的目的以完成監(jiān)視、控制或分析的目的。 2021/2/714 （2）開環(huán)測量系統(tǒng)與閉環(huán)測量系統(tǒng)開環(huán)測量系統(tǒng)與閉環(huán)測量系統(tǒng) 1）開環(huán)測量系統(tǒng)）開環(huán)測量系統(tǒng) 開環(huán)測量系統(tǒng)全部信息變換只沿著一個方向進行開環(huán)測量系統(tǒng)全部信息變換只沿著一

12、個方向進行, 如圖如圖1- 2所示。所示。 y=k1k2k3x (1-7) 圖圖1-2 開環(huán)測量系統(tǒng)框圖開環(huán)測量系統(tǒng)框圖 2021/2/715 （2） 閉環(huán)測量系統(tǒng)閉環(huán)測量系統(tǒng) 閉環(huán)測量系統(tǒng)有兩個通道閉環(huán)測量系統(tǒng)有兩個通道,一為正向通道一為正向通道,一為反饋一為反饋 通道通道,其結構如圖其結構如圖1-3所示。所示。 圖圖 1 - 3 閉環(huán)測量系統(tǒng)框圖閉環(huán)測量系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)的輸入輸出關系為系統(tǒng)的輸入輸出關系為 x k x k kk y 11 1 (1-8) 2021/2/716 二、測量誤差及其處理方法二、測量誤差及其處理方法 1 1、研究誤差的意義、研究誤差的意義 2021/2/717 2 2

13、、誤差來源、誤差來源 在測量過程中在測量過程中,誤差產(chǎn)生的原因可歸納為以下幾個方面誤差產(chǎn)生的原因可歸納為以下幾個方面: 1 1）測量裝置誤）測量裝置誤 2 2）環(huán)境誤差）環(huán)境誤差 3 3）方法誤差）方法誤差 4 4）人員誤差）人員誤差 2021/2/718 3 3、測量誤差的定義及表示方法、測量誤差的定義及表示方法 誤差誤差 : :就是測得值與被測量的真值之間的差。就是測得值與被測量的真值之間的差。 誤差誤差 = = 測量值測量值 真值真值 2021/2/719 測量誤差的表示方法測量誤差的表示方法: : 絕對誤差、相對誤差及引用誤差來表示。絕對誤差、相對誤差及引用誤差來表示。 （1） 絕對誤

14、差絕對誤差 絕對誤差可用下式定義絕對誤差可用下式定義: =x-L 式中式中: 絕對誤差絕對誤差; x測量值測量值; L真值。真值。 絕對誤差是絕對誤差是有正、有正、 負并有量綱負并有量綱的。的。 2021/2/720 修正值修正值: :是指為消除系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測量結果上是指為消除系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測量結果上 的值。的值。即即: : 真值真值 測得值測得值 + + 修正值修正值 由此得由此得 修正值修正值 = = 真值真值 測得值測得值 可見可見, ,修正值與誤差值的大小相修正值與誤差值的大小相 等而符號相反等而符號相反, , 2021/2/721 （2 2）相對誤差）相對誤差 絕對誤差

15、與被測量的真值之比值的百分數(shù)稱為相對絕對誤差與被測量的真值之比值的百分數(shù)稱為相對 誤差誤差, ,即即: : 相對誤差也可能為正值或負值相對誤差也可能為正值或負值, ,是無量綱數(shù)是無量綱數(shù), ,通常是以百通常是以百 分數(shù)（分數(shù)（% %）來表示。）來表示。 %100 測得值 絕對誤差 %100 值 絕對誤差 標稱相對誤差 真 實際相對誤差 2021/2/722 （3 3）引用誤差）引用誤差 是相對于儀表滿量程的一種誤差是相對于儀表滿量程的一種誤差, ,又稱滿量程相對誤又稱滿量程相對誤 差差, ,一般也用百分數(shù)表示一般也用百分數(shù)表示。 即即 %100 測量范圍下限測量范圍上限 式中式中: : 引用誤

16、差引用誤差; ; 絕對誤差。絕對誤差。 儀表精度等級是根據(jù)最大引用誤差來確定的儀表精度等級是根據(jù)最大引用誤差來確定的。 (1 - 16) 2021/2/723 最大引用誤差最大引用誤差 : : 在規(guī)定的條件下在規(guī)定的條件下, ,當被測量平穩(wěn)增加或減小時當被測量平穩(wěn)增加或減小時, ,在儀在儀 表全量程內(nèi)所測得各示值的絕對誤差（取絕對值）的最表全量程內(nèi)所測得各示值的絕對誤差（取絕對值）的最 大值與滿量程的比值之百分數(shù)大值與滿量程的比值之百分數(shù), ,稱為儀表的最大引用誤稱為儀表的最大引用誤 差。差。 它能很好表明儀表的測量精確度它能很好表明儀表的測量精確度,故故是儀表最主要的是儀表最主要的 質(zhì)量指標

17、。質(zhì)量指標。 %100 max max 測量范圍下限測量范圍上限 2021/2/724 4 4、測量誤差的性質(zhì)、測量誤差的性質(zhì) 根據(jù)測量數(shù)據(jù)中的誤差所呈現(xiàn)的規(guī)律及產(chǎn)生的原因可根據(jù)測量數(shù)據(jù)中的誤差所呈現(xiàn)的規(guī)律及產(chǎn)生的原因可 將其分為將其分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。 2021/2/725 1 1、測量不確定度的定義及與測量誤差的比較、測量不確定度的定義及與測量誤差的比較 1 1）測量不確定度的概念）測量不確定度的概念 表征合理地賦予被測量值的分散性表征合理地賦予被測量值的分散性, ,與測量結果相聯(lián)與測量結果相聯(lián) 系的參數(shù)稱為測量不確定度。系的參數(shù)稱為測量不確定度

18、。 2021/2/726 2 2）測量不確定度的表示方式）測量不確定度的表示方式 不確定度又可分為不確定度又可分為標準不確定度標準不確定度u,u,合成不確定度合成不確定度u uc c 和擴展不確定度和擴展不確定度U U和和U UP P。 3 3）測量誤差與測量不確定度的差別）測量誤差與測量不確定度的差別 2021/2/727 1 1、儀表的組成、儀表的組成 傳感器、變換器、顯示部分、傳輸通道傳感器、變換器、顯示部分、傳輸通道四個基本功能環(huán)四個基本功能環(huán) 節(jié)組成。節(jié)組成。 2021/2/728 2 2、分類、分類 按不同的依據(jù)按不同的依據(jù), ,可把熱工儀表作不同的分類。常見的可把熱工儀表作不同的

19、分類。常見的 分類方法有分類方法有: : （1 1）按參數(shù)種類不同按參數(shù)種類不同, ,過程測量儀表可過程測量儀表可分為溫度、分為溫度、 壓力、流量、物位、成分析及機械量壓力、流量、物位、成分析及機械量等測量儀表。等測量儀表。 （2 2）按顯示功能按顯示功能的不同的不同, ,可分為可分為指示儀表、記錄儀指示儀表、記錄儀 表、積算儀表及信號式表、積算儀表及信號式儀表等。儀表等。 （3 3）按儀表組成系統(tǒng)的方式不同按儀表組成系統(tǒng)的方式不同, ,可分為可分為直接變換直接變換 式和平衡式式和平衡式兩種儀表。兩種儀表。 2021/2/729 1 1、儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 1 1）儀表的測量范圍）儀

20、表的測量范圍, ,上、下限及量程上、下限及量程 在保證規(guī)定精確度的前提下在保證規(guī)定精確度的前提下,儀表所能測量的被測量儀表所能測量的被測量 的區(qū)域稱為儀表的測量范圍。的區(qū)域稱為儀表的測量范圍。 在上述相同條件下在上述相同條件下,儀表所能測量的最高、最低值分儀表所能測量的最高、最低值分 別稱為儀表測量的上限和下限別稱為儀表測量的上限和下限。 量程是指測量范圍上限與下限的代數(shù)差。量程是指測量范圍上限與下限的代數(shù)差。 2021/2/730 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2 2）儀表的誤差與精確度等級）儀表的誤差與精確度等級 示值誤差示值誤差 是指儀表的某一個測量值（示值）是指儀表的某一個測量值（示值

21、） 的誤差的誤差, , 它反映在該點儀表示值的準確性。它反映在該點儀表示值的準確性。 三種形式表示三種形式表示: :示值的示值的絕對誤差絕對誤差、示值的、示值的相對誤差相對誤差、示、示 值的值的引用（折合）誤差引用（折合）誤差。 儀表的基本誤差與精確度等級儀表的基本誤差與精確度等級 在規(guī)定的正常工作條件下在規(guī)定的正常工作條件下, ,儀表整個刻度范圍內(nèi)各點儀表整個刻度范圍內(nèi)各點 示值誤差中絕對值最大的誤差的絕對值稱為儀表的基本示值誤差中絕對值最大的誤差的絕對值稱為儀表的基本 誤差。誤差。一般可用一般可用絕對誤差和引用誤差兩種形式表示。絕對誤差和引用誤差兩種形式表示。 2021/2/731 儀表的

22、基本誤差不超過某個規(guī)定的數(shù)值儀表的基本誤差不超過某個規(guī)定的數(shù)值,此此 數(shù)值就被稱為儀表的允許誤差。數(shù)值就被稱為儀表的允許誤差。允許誤差允許誤差是一是一 種極限誤差種極限誤差,在儀表刻度范圍內(nèi)各點的示值誤差在儀表刻度范圍內(nèi)各點的示值誤差 均應小于至多等于允許誤差值均應小于至多等于允許誤差值。 測量精確度測量精確度: :是指測量結果與被測量的真值是指測量結果與被測量的真值 之間的一致程度之間的一致程度。 以引用誤差形式表示的允許誤差去掉百分以引用誤差形式表示的允許誤差去掉百分 號剩下的數(shù)值就稱為儀表的精確度等級號剩下的數(shù)值就稱為儀表的精確度等級, ,俗稱精俗稱精 度等級度等級。 允許誤差、精確度等

23、級是儀表的重要質(zhì)量指標允許誤差、精確度等級是儀表的重要質(zhì)量指標 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/732 3 3）測量儀表的滯環(huán)、死區(qū)和回差（變差）測量儀表的滯環(huán)、死區(qū)和回差（變差） 儀表的實際上升曲線和下降曲線并不重合儀表的實際上升曲線和下降曲線并不重合, , 而形成環(huán)狀而形成環(huán)狀, ,稱為滯環(huán)。稱為滯環(huán)。 由于測量儀表內(nèi)部傳動機構的間隙和摩擦阻由于測量儀表內(nèi)部傳動機構的間隙和摩擦阻 力力, ,或放大器有一定的靈敏限值或放大器有一定的靈敏限值, ,在輸入量較小時在輸入量較小時, , 輸出量并不發(fā)生變化或變化很小輸出量并不發(fā)生變化或變化很小, , 這一段稱為特這一段稱為特 性曲線的不

24、靈敏區(qū)或死區(qū)性曲線的不靈敏區(qū)或死區(qū)。 上升曲線和下降曲線在同一輸入量下最大的上升曲線和下降曲線在同一輸入量下最大的 差值稱為回差或變差差值稱為回差或變差。如圖。如圖1-61-6所示。所示。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/733 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/734 變差的大小變差的大小, ,取在同一被測參數(shù)值下取在同一被測參數(shù)值下, ,正、反正、反 特性間儀表指示值的最大絕對誤差與儀表的標尺特性間儀表指示值的最大絕對誤差與儀表的標尺 范圍之比的百分數(shù)。范圍之比的百分數(shù)。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 %100 max 儀表標尺下限儀表標尺上限 變差 回 通常規(guī)定通常

25、規(guī)定儀表的變差儀表的變差不超過儀表精確度等級不超過儀表精確度等級所允許所允許 的誤差。的誤差。 2021/2/735 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 4 4）儀表的靈敏度與靈敏限）儀表的靈敏度與靈敏限（分辨率）（分辨率） 靈敏度靈敏度: :是表征測量儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。是表征測量儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。 是指儀表在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量對輸入變化量的比值。是指儀表在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量對輸入變化量的比值。用用S S 來表來表 x S 式中式中:S :S 儀表的靈敏度儀表的靈敏度; ; x x 被測參數(shù)的變化量被測參數(shù)的變化量; ; 儀表指針的直線位移或轉角位移。儀表指針的直線位移或轉角位移

26、。 通常通常規(guī)定儀表標尺上的最小分格值不能小于儀表允規(guī)定儀表標尺上的最小分格值不能小于儀表允 許誤差的絕對值。許誤差的絕對值。 2021/2/736 儀表的儀表的靈敏限靈敏限（又稱始動靈敏度）（又稱始動靈敏度）: :指引起儀表示值指引起儀表示值 發(fā)生變化的被測量的最小變化量發(fā)生變化的被測量的最小變化量。 通常通常儀表的靈敏限數(shù)值應小于儀表允許誤差的一半。儀表的靈敏限數(shù)值應小于儀表允許誤差的一半。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 5 5）儀表的非線性誤差）儀表的非線性誤差 理論上具有線性輸入理論上具有線性輸入- -輸出特性曲線的儀表輸出特性曲線的儀表, ,由于各由于各 種因素的影響種因素的影響,

27、,其實際特性曲線偏離理論的特性曲線其實際特性曲線偏離理論的特性曲線, ,它它 們之間的最大偏差對量程范圍的百分數(shù)稱為非線性誤差。們之間的最大偏差對量程范圍的百分數(shù)稱為非線性誤差。 6 6）儀表的重復性）儀表的重復性 同一工作條件同一工作條件, ,按同一方向輸入信號按同一方向輸入信號, ,并在全量程范并在全量程范 圍內(nèi)多次變化信號時圍內(nèi)多次變化信號時, ,對應于同一輸入值對應于同一輸入值, ,儀表輸出值的儀表輸出值的 一致性稱為重復性。它是以全量程上最大的不一致值相一致性稱為重復性。它是以全量程上最大的不一致值相 對于量程范圍的百分數(shù)來表示的。對于量程范圍的百分數(shù)來表示的。 2021/2/737

28、 7 7）儀表的不靈敏區(qū)）儀表的不靈敏區(qū) 不能引起輸出變化的輸入信號范圍不能引起輸出變化的輸入信號范圍,即緩慢地向增大或即緩慢地向增大或 減小方向改變輸入信號時減小方向改變輸入信號時,輸出不發(fā)生變化的最大輸入變化輸出不發(fā)生變化的最大輸入變化 幅度相對于量程的百分數(shù)幅度相對于量程的百分數(shù),稱為不靈敏區(qū)。稱為不靈敏區(qū)。 8 8）儀表的漂移）儀表的漂移 在保持一定的輸入信號、環(huán)境和工作條件在保持一定的輸入信號、環(huán)境和工作條件,經(jīng)過一段經(jīng)過一段 時間后時間后,輸出的變化稱為漂移輸出的變化稱為漂移。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/738 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 9 9）測量儀表的可靠

29、性）測量儀表的可靠性 可靠性可靠性是是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi), ,完成規(guī)完成規(guī) 定功能的能力定功能的能力。 2021/2/739 可靠性指標需要量化可靠性指標需要量化, ,下面先對幾個專用名詞進行定義。下面先對幾個專用名詞進行定義。 平均無故障時間（平均無故障時間（MTBFMTBF） 它它表示相鄰兩次故障表示相鄰兩次故障 間隔時間的平均值間隔時間的平均值。它的。它的倒數(shù)即故障率倒數(shù)即故障率。 平均修復時間（平均修復時間（MTTRMTTR） 它它表示每次故障后修表示每次故障后修 復時間的平均值復時間的平均值。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/74

30、0 有效度有效度A A A A的定義為的定義為: : 有效度有效度A A表示了工作時間在整個時間中所占的份額表示了工作時間在整個時間中所占的份額, , 當然當然A A值越大則可靠性越高。值越大則可靠性越高。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 平均修復時間平均無故障時間 平均無故障時間 MTTRMTBF MTBF A 2021/2/741 1010）儀表的零點遷移和量程遷移）儀表的零點遷移和量程遷移 儀表的輸入儀表的輸入/ /輸出特性曲線輸出特性曲線, ,如圖如圖1-71-7所示。所示。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 輸出 輸入 2021/2/742 2 2、儀表的檢定、儀表的檢定 為評定儀表的計量

31、性能（精確度、靈敏度為評定儀表的計量性能（精確度、靈敏度 等）等）, ,并確定其性能是否合格所進行的全部工作并確定其性能是否合格所進行的全部工作 稱為稱為檢定檢定, ,又稱又稱校驗校驗。 儀表的檢定方法可歸納成儀表的檢定方法可歸納成示值比較法示值比較法和和標準標準 物質(zhì)法物質(zhì)法兩種。兩種。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/743 1 1）標準物質(zhì)檢定法）標準物質(zhì)檢定法 標準物質(zhì)是指能提供某一種參數(shù)的標準量標準物質(zhì)是指能提供某一種參數(shù)的標準量 值的物質(zhì)。值的物質(zhì)。 用被檢定儀表去測標準物質(zhì)提供的標準量用被檢定儀表去測標準物質(zhì)提供的標準量 以確定其性能的方法就稱為標準物質(zhì)檢定法。以確定

32、其性能的方法就稱為標準物質(zhì)檢定法。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/744 2 2）示值比較檢定法）示值比較檢定法 這種方法是用標準表對被檢定儀表進行檢定。這種方法是用標準表對被檢定儀表進行檢定。 被檢表和標準表同時測同一被測量被檢表和標準表同時測同一被測量, ,把標準表的把標準表的 示值當成真值（約定真值）示值當成真值（約定真值）, ,比較二者的示值以比較二者的示值以 確定被檢儀表有關性能指標確定被檢儀表有關性能指標, ,這就是示值比較檢這就是示值比較檢 定法。定法。 為保證檢定工作的質(zhì)量為保證檢定工作的質(zhì)量, ,一是要求標準表的一是要求標準表的 精確度要足夠高精確度要足夠高,

33、,一般要求其允許誤差應小于一般要求其允許誤差應小于 （1/31/101/31/10）被檢表的允許誤差被檢表的允許誤差; ;二是在檢定時二是在檢定時, , 應嚴格保證標準表與被檢表測量的是同一參數(shù)值。應嚴格保證標準表與被檢表測量的是同一參數(shù)值。 儀表的質(zhì)量指標儀表的質(zhì)量指標 2021/2/745 1 1、用一只標準壓力表檢定甲、用一只標準壓力表檢定甲、 乙兩只壓力表時乙兩只壓力表時, ,讀得讀得 標準表的指示值為標準表的指示值為100kPa100kPa, ,甲、乙兩表的讀數(shù)各為甲、乙兩表的讀數(shù)各為101.0kPa101.0kPa 和和99.5kPa99.5kPa, ,求它們的絕對誤差和修正值（求

34、它們的絕對誤差和修正值（6262）。）。 解解: :甲表的絕對誤差甲表的絕對誤差: : x x1 1 = x x = x x0 0 =101.0 100 = 1.0kPa =101.0 100 = 1.0kPa 乙表的絕對誤差乙表的絕對誤差: : x x2 2 = 99.5 100 = 0.5kPa = 99.5 100 = 0.5kPa 對儀表讀數(shù)的修正值對儀表讀數(shù)的修正值: : 甲表甲表 C C1 1 = = x x1 1= 1.0kPa= 1.0kPa 乙表乙表 C C2 2 = = x x2 2= +0.5kPa= +0.5kPa 2021/2/746 2 2、某壓力表刻度、某壓力表刻

35、度0100kPa,0100kPa,在在50 kPa50 kPa處計量檢定處計量檢定 值為值為49.5 kPa49.5 kPa, ,求在求在50 kPa50 kPa處儀表示值的絕對誤差處儀表示值的絕對誤差, ,示值示值 相對誤差和示值引用誤差相對誤差和示值引用誤差? ? 解解: :儀表示值絕對誤差儀表示值絕對誤差 = 50 49.5 = 0.5 kPa= 50 49.5 = 0.5 kPa 儀表示值相對誤差儀表示值相對誤差 = 0.5/50= 0.5/50100% = 1%100% = 1% 儀表示值引用誤差儀表示值引用誤差 = 0.5/100= 0.5/100100% = 0.5%100% =

36、 0.5% 2021/2/747 3 3、一臺精度為、一臺精度為0.50.5級的電橋級的電橋, ,下限刻度值為負值下限刻度值為負值, ,為為 全量程的全量程的25%25%, ,該表允許絕對誤差是該表允許絕對誤差是11, ,試求該表刻度的試求該表刻度的 上下限。上下限。 解解: :量程為量程為1/0.005 = 2001/0.005 = 200 下限值為下限值為（20020025%25%）= 50= 50 該表刻度上下限為該表刻度上下限為 50 +150 50 +150 2021/2/748 1 1、有一個變化范圍為、有一個變化范圍為320360 kPa320360 kPa的壓力。若用下的壓力。

37、若用下 列列A A、B B兩臺壓力變送器進行測量兩臺壓力變送器進行測量, ,那么在正常情況下哪那么在正常情況下哪 一臺的測量準確度高些一臺的測量準確度高些? ?壓力變送器壓力變送器A:1A:1級級, ,0600 kPa0600 kPa。 壓力變送器壓力變送器B B: :1 1級級, ,250500 kPa250500 kPa。 2 2、某臺差壓計的最大差壓為、某臺差壓計的最大差壓為1600mmH1600mmH2 2O,O,精度等級精度等級 為為1 1級級, ,試問該表最大允許的誤差是多少試問該表最大允許的誤差是多少? ?若校驗點為若校驗點為 800mmH800mmH2 2O O, ,那么該點差

38、壓允許變化的范圍是多少那么該點差壓允許變化的范圍是多少? ? 3 3、有一塊精度為、有一塊精度為2.52.5級、測量范圍為級、測量范圍為0100 kPa0100 kPa的的 壓力表壓力表, ,它的最小分度可為多少它的最小分度可為多少? ?最多可分多少格最多可分多少格? ? 4 4、在校驗、在校驗1 1級壓力變送器時級壓力變送器時, ,手頭只有一塊手頭只有一塊0600 0600 kPakPa、0.350.35級標準壓力表。試問把它當作標準輸出表來級標準壓力表。試問把它當作標準輸出表來 用行不行用行不行? ? 2021/2/749 、有一個變化范圍為、有一個變化范圍為320360 kPa320360 kPa的壓力。若用的壓力。若用 下列下列A A、B B兩臺壓力變送器進行測量兩臺壓力變送器進行測量, ,那么在正常情況下那么在正常情況下 哪一臺的測量準確度高些哪一臺的測量準確度高些? ?壓力變送器壓力變送器A:1A:1級級, ,0600 kPa0600 kPa。 壓力變送器壓力變送器B B: :1.51.5級級, ,250500 kPa250500 kPa。 解解: :用變送器用變送器A A時時, ,測量結果的最大誤差測量結果的最大誤差 max = max = 1% 1% （60006000）= =6 (kPa)6 (kPa) 若用變送器若用變送器