第一章 基礎(chǔ)知識(shí)(熱力設(shè)備)

檢測(cè)技術(shù)與儀表第一章基礎(chǔ)知識(shí)主

要

內(nèi)

容1.1檢測(cè)技術(shù)及儀表概述1.2電廠熱工檢測(cè)技術(shù)及儀表1.3典型儀表控制系統(tǒng)組成1.4測(cè)量的相關(guān)概念1.5儀表的組成及其性能指標(biāo)1.1檢測(cè)技術(shù)及儀表概述1.1.1檢測(cè)技術(shù)及儀表的重要性

儀表是人們認(rèn)識(shí)世界的工具，機(jī)器是人們改造世界的工具，認(rèn)識(shí)世界是改造世界的前提——王大珩（兩院院士、“兩彈一星”元?jiǎng)?，?63計(jì)劃”倡導(dǎo)者之一）；儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)（IT），是現(xiàn)代信息鏈的源頭技術(shù)（信息的獲取、處理、傳輸和應(yīng)用）。錢學(xué)森院士：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵是信息技術(shù)，信息技術(shù)是由測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)三部分組成，測(cè)量技術(shù)則是關(guān)鍵和基礎(chǔ)”；測(cè)量蘊(yùn)含在人類生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，長(zhǎng)短、快慢、輕重、冷熱、亮暗、濃淡……儀器儀表工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“倍增器”，是科學(xué)研究的“催化劑”，是軍事上的“戰(zhàn)斗力”?，F(xiàn)代儀器儀表是集光、機(jī)、電為一體，綜合物理、化學(xué)、生物、材料、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科發(fā)展的高新技術(shù)領(lǐng)域；測(cè)量與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相互制約、相互促進(jìn)。檢測(cè)技術(shù)的任務(wù)：在復(fù)雜的環(huán)境或者環(huán)境背景噪聲下，準(zhǔn)確的檢出或測(cè)出某一特定的量。檢測(cè)技術(shù)是研究信息如何提取、如何轉(zhuǎn)換以及信號(hào)如何處理等相關(guān)理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。儀器儀表的功能：用物理、化學(xué)、生物的方法，獲取被測(cè)對(duì)象的組分、狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)及變化等信息，通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，使其以量化形式成為易于人們閱讀、識(shí)別和表達(dá)，或使其進(jìn)一步信號(hào)化、圖像化，通過(guò)顯示系統(tǒng)以利于人們觀察、存檔或進(jìn)入其他自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體裝置。月球車中國(guó)空間設(shè)計(jì)院牽頭研制的月球車在進(jìn)行沙漠實(shí)驗(yàn)。

前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)制造了第一輛月球車

2007年，中國(guó)登月計(jì)劃即將跨出第一步。隨著這一夢(mèng)想的付諸實(shí)施，一大批國(guó)內(nèi)自制的航天探測(cè)器將陸續(xù)進(jìn)入公眾的視野。

2012年，“嫦娥工程”將實(shí)現(xiàn)“落地”，月球車、著陸器也將發(fā)揮重要角色?！?/p>

在月球表面行駛并且對(duì)月球考察收集分析樣品的專用車輛，我們叫它月球車。月球探測(cè)器的著陸艙是在月球表面上實(shí)現(xiàn)降陸，是為了要對(duì)月球進(jìn)行深入研究，不僅要有人在月球上取樣品，而且要對(duì)月球進(jìn)行詳細(xì)考察。所以，月球車可以分為無(wú)人駕駛月球車以及有人駕駛月球車。

無(wú)人駕駛月球車是由輪式基盤以及儀器艙組成，用太陽(yáng)電池以及蓄電池聯(lián)合供電。月球車可以根據(jù)地球上的遙控指令，并且在高低不平的月面上進(jìn)行行駛。當(dāng)遇到緊急情況，月球車上有一套特別裝置可以避免顛覆。而在儀器艙內(nèi)分別裝有土壤采集分析裝置以及自動(dòng)光譜測(cè)量?jī)x、輻射劑量?jī)x、照相機(jī)、電視攝像機(jī)以及通信收發(fā)設(shè)備等，它們都可以自動(dòng)進(jìn)行工作。有人駕駛月球車是宇航員駕駛在月面上行走的，作用是用來(lái)擴(kuò)大宇航員的活動(dòng)范圍以及減少宇航員的體力消耗，存放以及運(yùn)輸由宇航員采集的各種土壤以及巖石標(biāo)本。它的動(dòng)力主要是由蓄電池供應(yīng)的。

在1970年11月17日，蘇聯(lián)人把世界上第一個(gè)無(wú)人駕駛的“月球車”1號(hào)送上了月球。直到1971年9月30日，美國(guó)“阿波羅”15號(hào)飛船也登上月球，并有2名宇航員駕駛月球車在月面上行駛了27千米和35千米。安全檢查1.1.2我國(guó)檢測(cè)技術(shù)與儀器儀表技術(shù)的發(fā)展

新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)建設(shè)蓬勃發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)及儀器儀表制造技術(shù)得到了國(guó)家的充分重視。20世紀(jì)50年代初期，在數(shù)十個(gè)高等學(xué)校設(shè)立了相關(guān)專業(yè)，50多年來(lái)培養(yǎng)了數(shù)十萬(wàn)名檢測(cè)技術(shù)及儀器儀表方面的專業(yè)技術(shù)人員，在我國(guó)的各個(gè)行業(yè)從事生產(chǎn)、科學(xué)研究工作。檢測(cè)技術(shù)與儀器儀表制造技術(shù)在我國(guó)工農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮了不可取代的作用。1.1.3開(kāi)設(shè)本課程的意義

1）自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)內(nèi)容之一：自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在專業(yè)階段將要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容及工作方向如圖1所示：計(jì)算機(jī)軟、硬件，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等檢測(cè)技術(shù)及儀表+自控理論及裝置感知并以可觀測(cè)的方式表達(dá)被測(cè)參數(shù)（檢測(cè)技術(shù)及儀表、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)、…）利用儀表裝置完成控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的干預(yù)，使其按照預(yù)定的要求運(yùn)行。達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效（自控原理、控制系統(tǒng)、模糊、神經(jīng)元…）實(shí)現(xiàn)智能功能的工具和手段（計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、單片機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、DCS、PLC…）2）保證生產(chǎn)過(guò)程安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的前提條件和必要條件3）改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)效率和設(shè)備可靠性的重要依據(jù)4）創(chuàng)業(yè)、就業(yè)的重要方向：研究開(kāi)發(fā)-制造生產(chǎn)-代理銷售-成套設(shè)計(jì)-運(yùn)行維護(hù)為運(yùn)行人員提供操作依據(jù)為自動(dòng)化裝置提供準(zhǔn)確即時(shí)的測(cè)量信號(hào)為宏觀技術(shù)管理、經(jīng)濟(jì)管理提供參考依據(jù)1.1.4主要內(nèi)容測(cè)量、誤差、測(cè)量?jī)x表的基本概念；過(guò)程工業(yè)主要測(cè)量參數(shù)的測(cè)量原理、測(cè)量?jī)x表；調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等自動(dòng)化裝置介紹；檢測(cè)領(lǐng)域新技術(shù)介紹。1.1.5特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程以工程測(cè)量為背景研究和解決測(cè)量原理及測(cè)量?jī)x表問(wèn)題（區(qū)別于實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量?jī)x器和計(jì)量）；測(cè)量參數(shù)劃分章節(jié)，各章之間相對(duì)獨(dú)立，聯(lián)系較少；內(nèi)容涉及學(xué)科多，是各學(xué)科內(nèi)容的綜合，講授的只能為典型知識(shí)，不可能面面俱到，因此，純理論知識(shí)不深，著重強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用性；學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)掌握課程特點(diǎn)，善于理解、掌握實(shí)質(zhì)、記憶與推理結(jié)合，及時(shí)預(yù)習(xí)，帶著問(wèn)題聽(tīng)課，有疑難及時(shí)與教師溝通。強(qiáng)化基本概念、理論、方法的掌握，避免“壓題”、“突擊”、“參考往屆試題”等投機(jī)式學(xué)習(xí)。1.2電廠熱工檢測(cè)技術(shù)及儀表自動(dòng)化的含義：用廣義的機(jī)器來(lái)部分代替、完全取代甚至超越人的體力和智力活動(dòng)。電廠自動(dòng)化的內(nèi)涵：主要包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制（自動(dòng)調(diào)節(jié)）、自動(dòng)保護(hù)、順序控制和自動(dòng)化管理等項(xiàng)內(nèi)容。電廠熱工過(guò)程自動(dòng)化的發(fā)展20世紀(jì)50年代，機(jī)、爐、電各自獨(dú)立地進(jìn)行控制；20世紀(jì)60年代和70年代，機(jī)爐集中控制；目前，大型機(jī)組采用機(jī)、爐、電集中控制方式。電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)由大量熱工檢測(cè)和控制設(shè)備有機(jī)構(gòu)成，根據(jù)信息的獲得、傳遞、反映和處理的過(guò)程，熱工檢測(cè)和控制設(shè)備共分為如下五類：

檢測(cè)儀表顯示儀表調(diào)節(jié)儀表與集中控制裝置集中控制裝置執(zhí)行器1.3典型儀表控制系統(tǒng)組成被調(diào)量給定單元調(diào)節(jié)單元執(zhí)行單元調(diào)節(jié)對(duì)象測(cè)量變送單元自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成框圖1.4測(cè)量的相關(guān)概念1.4.1測(cè)量的基本概念一、測(cè)量的定義測(cè)量的定義：用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測(cè)量與所選定的測(cè)量單位進(jìn)行比較，求其比值以獲得被測(cè)量數(shù)值的過(guò)程。三要素：測(cè)量的基本方程式：

X=αx-δ

其中：X為被測(cè)量；α為比值；x為測(cè)量單位；δ為測(cè)量誤差。αx常被稱為儀表讀數(shù)、指示值、示值等測(cè)量單位：必須預(yù)先確定；（計(jì)量學(xué)科的主要內(nèi)容）測(cè)量工具：?jiǎn)挝坏膶?shí)物復(fù)現(xiàn)形式；測(cè)量方法：進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)；

二、測(cè)量的分類按測(cè)量用途分類一般測(cè)量：對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)需給出誤差值或估計(jì)測(cè)得值的可信度。（生活測(cè)量）工業(yè)測(cè)量：對(duì)測(cè)量結(jié)果只需考慮誤差的最大可能性。（技術(shù)測(cè)量）精密測(cè)量：對(duì)取得的測(cè)量結(jié)果要估計(jì)其誤差，并評(píng)定其不確定度（實(shí)驗(yàn)室測(cè)量）按測(cè)量方法分類按測(cè)量工具與被測(cè)量的關(guān)系分類直接測(cè)量：?jiǎn)挝慌c被測(cè)量直接比較即可獲得比值。間接測(cè)量：通過(guò)某一物理或化學(xué)性能隨被測(cè)量變化而變化的關(guān)系，間接地反映被測(cè)量的大小。組合測(cè)量法：先測(cè)出幾個(gè)參數(shù)，然后把所測(cè)得的數(shù)值組合起來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，最后得出被測(cè)結(jié)果。軟測(cè)量法：是一種利用較易在線測(cè)量的輔助變量和離線分析信息去估計(jì)不可測(cè)或難測(cè)變量的方法。接觸測(cè)量：測(cè)量工具直接接觸被測(cè)對(duì)象，感受其變化后得出測(cè)量結(jié)果。非接觸測(cè)量：測(cè)量工具無(wú)需直接接觸被測(cè)對(duì)象，就能感受其變化得出測(cè)量結(jié)果。按測(cè)量機(jī)理分類按測(cè)量示值產(chǎn)生的狀態(tài)分類能量變換型：將被測(cè)參數(shù)的能量轉(zhuǎn)換成另一種易測(cè)量的能量類型。（電、光等）能量控制型：被測(cè)參數(shù)的變化使其它參數(shù)發(fā)生變化，從而控制外部能量。偏位法測(cè)量：被測(cè)參數(shù)使測(cè)量裝置的參數(shù)產(chǎn)生偏差，以此進(jìn)行刻度；（開(kāi)環(huán)）平衡法測(cè)量：上述偏差用已知參數(shù)進(jìn)行平衡，偏差為零時(shí)由已知量刻度被測(cè)量；微差法測(cè)量：綜合上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。按被測(cè)參數(shù)時(shí)變狀態(tài)分類按測(cè)量條件分類靜態(tài)測(cè)量：被測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中無(wú)需考慮時(shí)間因素。動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)量處于時(shí)變狀態(tài)中。等精度測(cè)量：在相同條件下進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)無(wú)論偏差大小，具有相同的可信度不等精度測(cè)量：在不同的條件下測(cè)量的數(shù)據(jù)。三、常見(jiàn)的過(guò)程檢測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)測(cè)量常被稱為過(guò)程檢測(cè)。（在線檢測(cè)）熱工量溫度、熱量、壓力、真空度、壓差、流量、物位等電工量電壓、電流、電阻、電感、電容、電功率、頻率等物性與成分量成分、濃度、黏度、粒度、濁度、濕度、露點(diǎn)、水分、密度、酸堿度、分子量、純度等狀態(tài)量機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：?jiǎn)⑼！⒄駝?dòng)、位移、聲音等設(shè)備異常狀態(tài)：過(guò)熱、泄漏、變形、裂紋、磨損、過(guò)負(fù)荷等產(chǎn)品在線檢測(cè)：表面質(zhì)量、疵品形狀等儀表裝置狀態(tài)：絕緣、斷線、電源等1.4.2測(cè)量的誤差與測(cè)量的不確定度1、測(cè)量誤差的表示形式絕對(duì)誤差定義：測(cè)量結(jié)果減被測(cè)量真實(shí)值所得的偏差稱為測(cè)量的真誤差，簡(jiǎn)稱誤差。公式：相對(duì)誤差定義：絕對(duì)誤差除以被測(cè)量的真值的百分?jǐn)?shù)。公式：真實(shí)值（真值）：與給定的特定量定義一致的值。嚴(yán)格講用測(cè)量的方法無(wú)法獲得。常用真值：1）理論真值（理論值、定義值）：根據(jù)一定的理論，在嚴(yán)格的條件下按定義確定的真值。2）約定真值（相對(duì)真值、代替真值、指定值）：國(guó)際計(jì)量大會(huì)認(rèn)定，得到大家公認(rèn)的各種基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)的指示值。3）最佳估計(jì)值：常數(shù)委員會(huì)給出的物理常量與常數(shù)，如真空中光速等。4）傳遞值（參考值、實(shí)際值）：由計(jì)量網(wǎng)傳遞下來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)儀器、標(biāo)準(zhǔn)量器和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所給出的值。2、誤差產(chǎn)生的原因（測(cè)量?jī)x表精度測(cè)量精度）原理誤差：測(cè)量原理及測(cè)量方法本身先天存在的誤差。裝置誤差：使用的測(cè)試設(shè)備本身固有的誤差環(huán)境誤差：環(huán)境因素對(duì)測(cè)量工作的影響（溫度、濕度、大氣壓、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、振動(dòng)…）人員誤差：測(cè)量人員的操作過(guò)程引入的誤差。（感官、習(xí)慣、技術(shù)水平、反應(yīng)滯后、粗心、誤讀、…），——[特異功能]3、誤差的種類系統(tǒng)誤差：測(cè)量誤差的大小、方向都是恒定或有規(guī)律變化誤差。有規(guī)律，可預(yù)知，可補(bǔ)償（因機(jī)理復(fù)雜，只能減小誤差但不能完全消除誤差）隨機(jī)誤差：測(cè)量誤差的大小、方向都是隨機(jī)變化的誤差。不可預(yù)知、不能控制，多次測(cè)量符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。粗大誤差：明顯歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。儀器故障、人員疏忽、重大干擾等。多數(shù)情況屬于壞值，可根據(jù)一定的規(guī)則加以剔除。4、測(cè)量的不確定度

1999年5月1日起，國(guó)內(nèi)正式實(shí)施國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》代替舊規(guī)范JJF1027-1991《測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理》中的有關(guān)誤差部分內(nèi)容，與國(guó)際慣例接軌。測(cè)量不確定度含義：表示測(cè)量結(jié)果正確與否的可疑程度，是給定條件下測(cè)量結(jié)果的分散性描述，表明了隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果所造成影響的大小。不確定度與誤差的區(qū)別：表示方法比較內(nèi)容測(cè)量誤差測(cè)量不確定度定義性質(zhì)測(cè)量結(jié)果減真值給定條件下測(cè)量結(jié)果的分散性表達(dá)符號(hào)非正即負(fù)，必有其一恒為正分量的分類隨機(jī)誤差，系統(tǒng)誤差A(yù)類不確定度評(píng)定B類不確定度評(píng)定分量的合成代數(shù)和方根和自由度不存在存在同測(cè)量結(jié)果的關(guān)系有關(guān)無(wú)關(guān)同測(cè)量程序的關(guān)系無(wú)關(guān)有關(guān)理論上能否確切地給出不能在給定的條件下能確切的給出評(píng)定中與測(cè)量結(jié)果的分布關(guān)系無(wú)關(guān)有關(guān)1.5儀表的組成及其性能指標(biāo)1.5.1儀表的基本組成1、傳感器（敏感元件、一次元件、感受件、測(cè)量元件、發(fā)送器等）：與被測(cè)對(duì)象直接聯(lián)系，感受被測(cè)量的變化，并發(fā)出一個(gè)與被測(cè)量相對(duì)應(yīng)的可觀測(cè)信號(hào)作為輸出。如：波紋管測(cè)壓力。對(duì)傳感器的要求：?jiǎn)沃敌裕狠敵雠c被測(cè)量單值關(guān)系，最好是線性關(guān)系；復(fù)現(xiàn)性：在不同的測(cè)量條件下測(cè)量值應(yīng)在一定的準(zhǔn)確度內(nèi)一致；選擇性：傳感器輸出只對(duì)被測(cè)量變化敏感，否則將產(chǎn)生差；超然性：對(duì)被測(cè)量的干擾盡可能小；靈敏性：輸出信號(hào)盡可能大；穩(wěn)定性：在規(guī)定的工作條件下保持其恒定的計(jì)量性能（物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定）；經(jīng)濟(jì)性：價(jià)格可被接受。2、變換器：對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行某種形式的加工處理。如放大、變換信號(hào)性質(zhì)、信號(hào)線性化等，以便于遠(yuǎn)傳、顯示或信號(hào)統(tǒng)一。變送器：凡輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的變換器就稱之為變送器（4-20mA、0-10mA、20-100kP、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的數(shù)字信號(hào)等）要求：信號(hào)處理后無(wú)失真。3、顯示裝置（二次儀表）：向觀測(cè)者顯示出被測(cè)量的數(shù)值（就地或遠(yuǎn)傳顯示）。要求：便于讀數(shù)（模擬式、數(shù)字式、屏幕式）。1.5.2儀表的性能指標(biāo)用戶關(guān)心的內(nèi)容計(jì)量性能可靠性（抗干擾能力、防護(hù)能力）防爆性能能耗使用方便性價(jià)格用戶的選表原則滿足計(jì)量指標(biāo)、使用安全可靠、維護(hù)量小、投資少；反對(duì)盲目追求高、精、尖。一、反映儀表計(jì)量性能的主要性能指標(biāo)1、測(cè)量范圍及量程：在允許的誤差范圍內(nèi)，儀表所能給出的被測(cè)量值的集合——測(cè)量范圍；測(cè)量范圍的最高值和最低值——測(cè)量上限、測(cè)量下限；測(cè)量上限與測(cè)量下限代數(shù)差的?！獌x表的量程。2、儀表的輸入輸出特性（如下圖所示）：儀表的輸入信號(hào)作為橫坐標(biāo)輸出信號(hào)作為縱坐標(biāo)畫出的曲線—輸入/輸出特性；零點(diǎn)遷移：通過(guò)儀表的調(diào)零機(jī)構(gòu)，使特性曲線平移的過(guò)程（量程保持不變）；量程調(diào)整：通過(guò)儀表的調(diào)量程機(jī)構(gòu)，使特性曲線斜率發(fā)生變化的過(guò)程。（1）0100100（2）80（3）-257513030（5）（4）輸入（%）輸出（%）零點(diǎn)遷移和量程調(diào)整示意圖3、儀表的滯環(huán)和回差：滯環(huán)：儀表的實(shí)際上升曲線與下降曲線不重合時(shí)，形成的環(huán)狀輸入/輸出特性；（彈性元件的變形、磁滯效應(yīng)等引起，同一輸入量對(duì)應(yīng)兩個(gè)輸出量）回差（變差）：上升曲線和下降曲線在同一輸入量下最大的差值。量程上升曲線下降曲線最大回差輸入輸出死區(qū)4、靈敏度（S）儀表輸出相應(yīng)的變化與輸入激勵(lì)的變化,在x處的比值。說(shuō)明：靈敏度就是儀表輸入/輸出特性曲線的斜率，僅當(dāng)特性曲線為線性時(shí)，靈敏度為常數(shù)，且若不能保證線性特性，上式稱為平均靈敏度。

5、分辨率（靈敏限）：使測(cè)量?jī)x表產(chǎn)生可察覺(jué)響應(yīng)變化的最小激勵(lì)變化值。6、死區(qū)（不靈敏區(qū)）：使測(cè)量?jī)x表產(chǎn)生可察覺(jué)響應(yīng)時(shí)的最小激勵(lì)值（下限處）。7、線性度（非線性誤差）：對(duì)于理論上具有線性“輸入—輸出”實(shí)際特性曲線的儀表，由于各種因素的影響，實(shí)際特性曲線往往偏離線性關(guān)系，它們之間的最大差值與量程的百分比。8、重復(fù)性：同一工作條件下，多次按照同一方向輸入信號(hào)作全量程范圍變化時(shí)，對(duì)應(yīng)于同一輸入值輸出的最大值和最小值的差與量程范圍之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。9、漂移：在保持一定的輸入信號(hào)和工作條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后輸出的變化稱為漂移。它以整個(gè)儀表量程輸出的最大變化量與量程之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。10、反應(yīng)時(shí)間：儀表測(cè)量時(shí)，要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，指示值才能準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，這段時(shí)間稱為儀表的反應(yīng)時(shí)間。11、儀表的引用誤差：用測(cè)量?jī)x表的量程代替真值所得到的相對(duì)誤差。儀表的最大引用誤差（%）=量程中最大絕對(duì)誤差/量程*100%12、儀表的基本誤差和允許誤差儀表的基本誤差：在規(guī)定的技術(shù)條件下，在儀表的量程范圍內(nèi)，各點(diǎn)出現(xiàn)的示值誤差絕對(duì)值最大者（可用絕對(duì)、相對(duì)、引用誤差來(lái)表示）。儀表的允許誤差：在規(guī)定的條件下，允許儀表具有的誤差最大值。儀表的允許誤差是隨其精度等級(jí)而確定的。13、儀表的精度等級(jí)用引用誤差表示的儀表允許誤差（即儀表的最大引用誤差）去掉%后的數(shù)字經(jīng)過(guò)圓整后的數(shù)值。按照國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML）建議書No.34的推薦，儀表的精度等級(jí)采用以下數(shù)字，1×10n、1.5×10n、1.6×10n、2×10n、2.5×10n、3×10n、4×10n、5×10n和6×10n（n=1、0、-1、-2、-3等）。儀表合格的標(biāo)準(zhǔn)：儀表的基本誤差≤儀表的允許誤差<例>有一塊溫度表，測(cè)量范圍為0--2000C，1.0級(jí)精度，經(jīng)校驗(yàn)結(jié)果如下：?jiǎn)枺捍吮砘菊`差是多少？是否合格？X0（oC）0

50

100

150

200

δ（oC）0

+2

-3

+1

-4

二、儀表的可靠性定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。這是一個(gè)定性的概念，沒(méi)有具體的“量”的含義。下面為一組常用的可靠性量化指標(biāo)。1、可靠度定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。設(shè)有N0個(gè)同樣的產(chǎn)品，在同樣的條件下同時(shí)開(kāi)始工作，從開(kāi)始運(yùn)行到時(shí)間t之間有Nf(t)個(gè)發(fā)生故障，Ns(t)個(gè)未發(fā)生故障，則其可靠度R(t)可表示為2、失效率定義：系統(tǒng)運(yùn)行到t時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的系統(tǒng)數(shù)與時(shí)刻t時(shí)完好的系統(tǒng)數(shù)之比。對(duì)于電子產(chǎn)品而言，λ(t)與時(shí)間t的關(guān)系如下圖所示，這就是著名的“浴盆曲線”。3、平均壽命與平均維修時(shí)間平均壽命：對(duì)于電子產(chǎn)品，在偶然失效期內(nèi)，λ(t)幾乎與時(shí)間無(wú)關(guān)，即λ(t)=λ，故平均無(wú)故障時(shí)間（MTTF）:如果產(chǎn)品出現(xiàn)故障后無(wú)法修復(fù)，則其壽命m又可稱為平均無(wú)故障時(shí)間。平均故障間隔時(shí)間（MTBF）:如產(chǎn)品故障可以修復(fù)，則其壽命m代表的是平均故障間隔時(shí)間。平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）:對(duì)于可修復(fù)系統(tǒng)的一個(gè)重要的可靠性指標(biāo)。一般來(lái)時(shí)MTTR<<MTBF。4、利用率（有效度）三、儀表的防爆問(wèn)題1、基本概念易燃易爆環(huán)境下對(duì)電動(dòng)儀表使用提出的要求。（指儀表本身能否影響環(huán)境）1）防爆途徑隔離電路與環(huán)境—結(jié)構(gòu)防爆（隔爆儀表）限制電路能量—本質(zhì)安全防爆（安全火花防爆儀表）結(jié)構(gòu)防爆的措施本安防爆的措施嚴(yán)密的外殼，符合規(guī)定的螺紋、高質(zhì)量的密封；墊、導(dǎo)線出口采用密封結(jié)構(gòu)、殼內(nèi)留有氣體膨脹空間；向殼內(nèi)輸送潔凈空氣維持內(nèi)部正壓，使環(huán)境易燃易爆氣體無(wú)法進(jìn)入殼內(nèi)；殼內(nèi)充油，帶走熱量、熄滅火花、隔離；殼內(nèi)填充石英砂，熄弧隔熱電壓<1.2V,電流<0.1A且能量<20或功率<25mW—經(jīng)檢驗(yàn)后可直接用于任何場(chǎng)所（如熱電偶、熱電阻、光敏電池等）；配套儀表、導(dǎo)線要考慮限制能量；本安儀表本安系統(tǒng)（必要但不充分）。2）燃燒和爆炸機(jī)理

可見(jiàn)，儀表要注意自身的溫升（變壓器、元器件等）爆炸：物質(zhì)在瞬間以機(jī)械功的形式釋放出大量能量和氣體的現(xiàn)象。

儀表引起的爆炸多為溫度過(guò)高或出現(xiàn)火花引發(fā)的化學(xué)性爆炸。

燃燒自燃：受熱自燃（外界加熱使溫度達(dá)到自燃點(diǎn)）；本身自燃（內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)、物理、生物發(fā)熱等引起，如煤堆）閃燃著火需要火源接觸物理性：鍋爐爆炸、爆管化學(xué)性：炸藥

發(fā)生爆炸的條件：可燃?xì)馀c空氣混合物在一定濃度范圍內(nèi)才能遇火爆炸。濃度不同則程度不同。

<例>CO與空氣的比例如下：

CO<12.5％不燃不爆＝12.5％輕度爆炸—爆炸下限

12.5％<CO<30.0% 燃爆逐漸加強(qiáng)＝30.0％最強(qiáng)

30.0％<CO<80.0% 燃爆逐漸減弱＝80.0％輕度燃爆—爆炸上限

>80.0%不燃不爆燃燒與爆炸的異同：發(fā)生火災(zāi)時(shí)，燃燒與爆炸往往相互轉(zhuǎn)化相同點(diǎn)：都是可燃物的氧化反應(yīng)；不同點(diǎn)：反應(yīng)速度不同，發(fā)出功率不同。名稱下限％上限％甲烷515乙烷3.2212.45丙烷2.739.5乙烯2.7528.6乙炔*2.580一氧化碳12.580氫氣*474……常見(jiàn)可燃物氣體的爆炸極限（20oC,101.3Pa）易爆混合物的最低引爆能量（點(diǎn)燃能量）：名稱能量（mJ）甲烷0.47乙烷0.285丙烷0.305乙烯0.096乙炔0.019氫氣0.017（易燃爆）氨*1000.0（不易燃爆）……說(shuō)明：對(duì)工作在易爆氣體中的儀表，無(wú)論正?；虍惓＃疾荒墚a(chǎn)生能量過(guò)大的火花—安全火花。粉塵的爆炸性：引爆能量相對(duì)較高，但危害較大鋁粉、鎂粉等—金屬粉末煤粉、碳粉等—燃料粉末面粉、淀粉等—糧食粉末塑料、染料等—合成物粉末魚粉、血粉等—飼料粉末棉花、煙草等—纖維粉末木屑、紙屑等—林產(chǎn)品粉末2、防爆等級(jí)和標(biāo)志

1）危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類、易爆程度分級(jí)與引燃溫度分組：類別

I類：由甲烷氣體的煤礦井下；II類：有各種易燃易爆氣體的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所；III類：有易燃易爆粉塵的場(chǎng)所。級(jí)別A級(jí)：難以引爆B級(jí)：中間狀態(tài)C