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第十五课_5Cb (1)
《化工仪表及自动化》 第三章 检测仪表与传感器 主讲人：史继斌 E-mail:
[email protected]
第三章 检测仪表与传感器 返 回首页 [学习目标]：能用性 能指标评价仪表的好 坏，掌握仪表校验数 据的处理方法；掌握 四大热工变量的测量 方法和相应检测仪表 的测量原理及组成； 掌握检测仪表的外特 性及使用方法；了解 各种新型检测仪表。 第一节 第二节 表 第三节 表 第四节 表 第五节 表 概述 压力检测及仪 流量检测及仪 物位检测及仪 温度检测及仪 第一节 概述 一、测量过程与测量误差 1、测量过程 在生产过程中，变量的测量方法很多。 但从测量过程的实质来看，不论哪一种测量仪 表，被测变量都需经过一次或多次信号能量形 式的转换，最后获得一种便于测量的信号能量 形式，通过指针位移或数字的形式显示出来。 所以各种检测仪表的测量过程，实质上就是被 测变量信号能量的不断变换和传递，并将它与 相应的测量单位进行比较的过程。而检测仪表 就是实现这种比较的工具。 例如玻璃管温度计； 而温度控制中各种中、高温温度的测量， 常利用热电偶的热电效应，把被测温度 （热能）转换成直流毫伏信号（电能）， 然后变为毫伏检测仪表上的指针位移， 并与温度标尺相比较而显示出被测温度 的数值。 （二）测量误差 测量的目的是希望获得被测变量 的“真实值”。但是无论怎样努力（包 括从原理、测量方法和仪表精度等方 面），都只能是尽量接近却无法测得 “真实值”。也就是说，测量值与真实 值之间始终存在着一定的差值。这个差 值就是测量误差。 测量误差有多种分类方法： 1．按误差出现的规律来分 可分为系统误 差、过失误差和随机误差三类。 （1）系统误差（又叫规律误差） 即大小 和方向均不改变的误差。产生这种误差的 原因，主要是仪表本身的缺陷、观测者的 习惯或偏向、单因素环境条件的变化等。 这种误差在测量中是容易消除和修正的， 因为它有规律。 （2）过失误差（又叫疏忽误差） 过失 误差是由于测量者在测量过程中疏忽大意 造成的。比较容易被发现，可以避免。 （3）随机误差（又叫偶然误差） 就是 在同样条件下反复测量多次，每次结果均 不重复的误差。这种误差是由偶然性因素 引起的，不易被发觉和修正。 系统误差和过失误差是可以避 免也是必须避免的，而随机误差则由于 测试手段本身精确度的限制以及各种不 可控制的偶然性因素的影响，是一种不 可避免的误差，但却具有一定的分布规 律，可用数理统计的方法进行识别。 2．按误差的表示方式分 可分为绝对误差、 相对误差和引用误差。 （1）绝对误差 为仪表指示值xi 与被 测量真值xt之间的差值。但由于真值无法获 得，所以常用精度较高的标准表的测量值x0 代替。它是以被测量单位表示的误差，可表 示为： e ＝ xi － xt≈xi － ｘ 0 （3-1） 显然，绝对误差只能表示指示值误 差的大小，而无法表示测量结果的可信程度， （2）相对误差 为仪表指示值的绝对误差 与标准表读数之比，用符号E表示。 E=e/ x0 （3-2） 它是一个无量纲值，表示仪表在x0处的相对 误差。相对误差比绝对误差更能说明测量 结果的准确程度。但是仅凭绝对误差和相 对误差来评价一台仪表的准确与否还是不 够的。 因为仪表的测量范围各不相同， 即使有相同的绝对误差，也不能说两块仪 表一样准确。在仪表测量范围内各点绝对 误差也不相同，相对误差也不是一个定值， 它们将随被测量值的大小而改变。特别是 当测量值趋于零时，相对误差在理论上将 趋于无穷大。所以亦无法用相对误差来衡 量仪表的准确程度。所以，工业上常用仪 表的“引用误差”来表示其测量的准确程 度。 （3）引用误差 也叫相对百分误差，是仪 表指示值的绝对误差与仪表量程之比的百 分数，可表示为： 式中 （3-3） e——仪表的绝对误差； E引——仪表的引用误差； RS——仪表的量程（RS= xmax－xmin.
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![《化工仪表及自动化》 第三章 检测仪表与传感器 主讲人：史继斌 E-mail: shijibin56@163.com 第三章 检测仪表与传感器 返 回首页 [学习目标]：能用性 能指标评价仪表的好 坏，掌握仪表校验数 据的处理方法；掌握 四大热工变量的测量 方法和相应检测仪表 的测量原理及组成； 掌握检测仪表的外特 性及使用方法；了解 各种新型检测仪表。 第一节 第二节 表 第三节 表 第四节 表 第五节 表 概述 压力检测及仪 流量检测及仪 物位检测及仪 温度检测及仪 第一节 概述 一、测量过程与测量误差 1、测量过程 在生产过程中，变量的测量方法很多。 但从测量过程的实质来看，不论哪一种测量仪 表，被测变量都需经过一次或多次信号能量形 式的转换，最后获得一种便于测量的信号能量 形式，通过指针位移或数字的形式显示出来。 所以各种检测仪表的测量过程，实质上就是被 测变量信号能量的不断变换和传递，并将它与 相应的测量单位进行比较的过程。而检测仪表 就是实现这种比较的工具。 例如玻璃管温度计； 而温度控制中各种中、高温温度的测量， 常利用热电偶的热电效应，把被测温度 （热能）转换成直流毫伏信号（电能）， 然后变为毫伏检测仪表上的指针位移， 并与温度标尺相比较而显示出被测温度 的数值。 （二）测量误差 测量的目的是希望获得被测变量 的“真实值”。但是无论怎样努力（包 括从原理、测量方法和仪表精度等方 面），都只能是尽量接近却无法测得 “真实值”。也就是说，测量值与真实 值之间始终存在着一定的差值。这个差 值就是测量误差。 测量误差有多种分类方法： 1．按误差出现的规律来分 可分为系统误 差、过失误差和随机误差三类。 （1）系统误差（又叫规律误差） 即大小 和方向均不改变的误差。产生这种误差的 原因，主要是仪表本身的缺陷、观测者的 习惯或偏向、单因素环境条件的变化等。 这种误差在测量中是容易消除和修正的， 因为它有规律。 （2）过失误差（又叫疏忽误差） 过失 误差是由于测量者在测量过程中疏忽大意 造成的。比较容易被发现，可以避免。 （3）随机误差（又叫偶然误差） 就是 在同样条件下反复测量多次，每次结果均 不重复的误差。这种误差是由偶然性因素 引起的，不易被发觉和修正。 系统误差和过失误差是可以避 免也是必须避免的，而随机误差则由于 测试手段本身精确度的限制以及各种不 可控制的偶然性因素的影响，是一种不 可避免的误差，但却具有一定的分布规 律，可用数理统计的方法进行识别。 2．按误差的表示方式分 可分为绝对误差、 相对误差和引用误差。 （1）绝对误差 为仪表指示值xi 与被 测量真值xt之间的差值。但由于真值无法获 得，所以常用精度较高的标准表的测量值x0 代替。它是以被测量单位表示的误差，可表 示为： e ＝ xi － xt≈xi － ｘ 0 （3-1） 显然，绝对误差只能表示指示值误 差的大小，而无法表示测量结果的可信程度， （2）相对误差 为仪表指示值的绝对误差 与标准表读数之比，用符号E表示。 E=e/ x0 （3-2） 它是一个无量纲值，表示仪表在x0处的相对 误差。相对误差比绝对误差更能说明测量 结果的准确程度。但是仅凭绝对误差和相 对误差来评价一台仪表的准确与否还是不 够的。 因为仪表的测量范围各不相同， 即使有相同的绝对误差，也不能说两块仪 表一样准确。在仪表测量范围内各点绝对 误差也不相同，相对误差也不是一个定值， 它们将随被测量值的大小而改变。特别是 当测量值趋于零时，相对误差在理论上将 趋于无穷大。所以亦无法用相对误差来衡 量仪表的准确程度。所以，工业上常用仪 表的“引用误差”来表示其测量的准确程 度。 （3）引用误差 也叫相对百分误差，是仪 表指示值的绝对误差与仪表量程之比的百 分数，可表示为： 式中 （3-3） e——仪表的绝对误差； E引——仪表的引用误差； RS——仪表的量程（RS= xmax－xmin.](http://s2.slideum.com/store/data/005196626_1-6acf07ebffcc2c165d941ce72fba88b2-260x520.png)
