过程参数检测及仪表 第一章   测量技术的基本知识  测量与误差   仪表的组成与分类   仪表的质量指标                                              第一节  测量与误差一、测量与误差    测量是利用某种工具并以实验或计算的方法获取被测参数数值的过程。具体说，是指被测参数与预先确定的被测参数的“单位”进行比较，并获取比值的过程。测量的基本公式如下：                            x = αUx                                 式中  x——被测参数（被测量）的数值      Ux——测量单位；      α——测量获得的比值，又称为测量值。αUx是测量的结果。考虑到测量过程一般有误差存在，实际的关系式应该是                             x ≈ αUx      测量过程有三要素：一是测量单位 ；二是测量方法 ；三是测量工具 。二、测量方法的分类    根据分类依据的不同，测量方法主要有以下几种分类方法：    1、直接测量与间接测量    2、接触测量与非接触测量     3、静态测量与动态测量       第三节  仪表的质量指标  一、仪表的质量指标  1、仪表的测量范围，上、下限及量程        仪表在保证规定精确度的前提下所能测量的被测量的区域称为仪表的测量范围。在上述相同条件下仪表所能测量的被测量的最高、最低值分别称为仪表测量的上限和下限（简称上、下限，又称仪表的零位和满量程值）。仪表的量程是指测量范围上限与下限的代数差。  2、仪表的误差与精确度等级   （1）示值误差  示值误差是指仪表的某一个测量值（示值）的误差，它反映在该点仪表示值的准确性。示值误差常可用三种形式表示。       1）示值的绝对误差 ； 2）示值的相对误差  ；3）示值的引用（折合）误差   (2) 仪表的基本误差与精确度等级  在规定的正常工作条件下，仪表整个刻度范围内各点示值误差中绝对值最大的误差的绝对值称为仪表的基本误差。一般可用绝对误差（δb）和引用误差(γb)两种形式表示。        按计量部门的规定，仪表厂家保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的数值，此数值就被称为仪表的允许误差（容许误差）。允许误差也可用绝对误差与引用误差两种形式表示，其符号分别为δa和γa。允许误差是一种极限误差，在仪表刻度范围内各点的示值误差均应保证小于至多等于允许误差值。     以引用误差（γa）形式表示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪表的精确度等级（或准确度等级），俗称精度级。              精确度合格的仪表应满足其基本误差不大于仪表的允许误差，是否满足这一要求是仪表检定工作的主要任务之一。      3、仪表的灵敏度、线性度、回差及分辨率 （1）灵敏度  仪表的灵敏度是指其输出信号的变化值与对应的输人信号变化值的比值。用数学形式表示，在某一点处仪表的灵敏度为    式中  S——在某一点处仪表的灵敏度；       φ——仪表的输出信号；        x—一仪表的输入信号。 （2）回差（升降变差）  被测量分别按增加和减小两个方向缓慢变化，使仪表指示同一示值的两个输入量之差称为仪表在该点的回差。                                               仪表的灵敏度                      仪表的回差      4、示值的修正值及修正系数     被测量真值与仪表的示值之差称为该示值的修正值，以符号c表示。                               c＝ α-x，   α＝ x +c 显然，c = -δ，即示值的修正值与误差值大小相等但符号相反。  二、仪表的检定         为评定仪表的计量性能（精确度、灵敏度等），并确定其性能是否合格所进行的全部工作称为检定，又称校验。          按产生被测量标准量值的方法不同，仪表的检定方法可归纳成示值比较法和标准物质法两种。     （l）标准物质检定法    标准物质是指能提供某一种参数的标准量值的物质。例如在某种标准条件下，纯金属的固一液相平衡点（熔点）温度为恒定值而可作为温度检定的标准量值。用被检定仪表去测标准物质提供的标准量以确定其性能的方法就称为标准物质检定法。      （2）示值比较检定法      这种方法是用标准表对被检定仪表进行检定。被检表和标准表同时测同一被测量，把标准表的示值当成真值（约定真值），比较二者的示值以确定被检仪表有关性能指标，这就是示值比较检定法。为保证检定工作的质量，一是要求标准表的精确度要足够高，一般要求其允许误差应小于（1／3～1／10）被检表的允许误差；二是在检定时，应严格保证标准表与被检表测量的是同一参数值。  * *  第二节  仪表的组成与分类  一、仪表的组成 1、传感器； 2、变换器；3、显示部分； 4、传输通道                                                                 图1-2 环节间的联系   1-被测对象；2-传感器；3-变换器；4-显示装置；5-传送通道 二、测量系统  三、热工仪表及其分类 （l）按参数种类不同，热工仪表可分为温度、压力、流量、料位、成分分析及机械量等测量仪表。     （2）按显示功能的不同，可分为指示仪表、记录仪表、积算仪表及信号式仪表等。     （3）接仪表组成系统的方式不同，可分为直接变换式和平衡式两种仪表。   （3）线性度（非线性误差）  线性度反映仪表的输入一输出特性曲线与选用的对比直线之间的偏离程度。线性度又称为非线性误差。常用的对比直线有三种情况，对应有三种线性度的表示方式:  1）端基线性度 ; 2）零基线性度 ; 3）独立线性度                                                                                             三种线性度表示法示意                 （a）端基线性度；（b）零基线性度（c）独立线性度   (4) 分辨率  分辨率反映仪表对输入量微小变化的反应能力。模拟仪表的分辨率                 是指使仪表示值产生可观察变化对应输入量的最小变化值；数字仪表的分辨   率的定义是使末位数产生单位变化对应的输入量的变化值。对应的输入量变   化值越小，分辨率就越高。从测量角度看，希望仪表分辨率高些好。  

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