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检测仪表基本知识PPT共35页

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检测仪表基本知识
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特

检测仪表的品质指标

检测仪表的品质指标

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相对误差可以用来比较测量不同的被测量的精度的高 低。（相对误差越小，精度越高）
检测仪表的品质指标
例如：测量L1=10mm的尺寸，误差δ1=±8um T2=80℃的温度， 误差δ2=±0.005℃
比较两次测量精度的高低。（不可用绝对误差表示）
解：
•∴测温试验的精度高。
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检测仪表的品质指标
灵敏度的特点：
n 由灵敏度的定义可知，由于仪表的输入和输出量的单 位不一定相同，所以，灵敏度有量纲，且由X和Y的量 纲确定。
灵敏度具有可传递性：首尾串联的仪表系统，总灵敏度 是个仪表灵敏度的乘积。 容易与灵敏度混淆的概念是仪表分辨率（又称仪表灵敏 限、灵敏阈）。它表示引起输出值变化的最小输入量变化 值。当输入有微小变化时输出就有变化，则说明分辨率高。 灵敏度高，则分辨率高。
二者斜率相同。可见， 零点迁移至-2cm， 而量程不变（即量程 •cm 未迁移）。
•被测量真实长度
•仪
•表
•显 •迁移前
•示 •值
•迁移后
•被测量真实值
右图为单纯量程迁移 的示意图。（迁移后 的量程增加了）量程 迁移前与迁移后线段 的斜率有所变化。
实际也有零点迁移与 量程迁移并存的情况， 可扩大仪表的通用性。
n 量程迁移：量程的变化称为量程迁移。
n 例如，一把直尺的测量范围为0~10cm。（此时零点为 0cm） 如果把2cm处作为测量的起点，这时，测量范围变 为-2~8cm。（此时零点为-2cm）
检测仪表的品质指标
•直
•cm
•尺
•显 •示
•10
•长 •度
•2
•1
•2
•-2 •0
•8 •10

检测仪表的品质指标

检测仪表的品质指标

六、滞环、死区和回差
滞环 死区 回差
滞环
滞环：仪表内部的某些元件具 有储能效应，例如弹性变形、 磁滞现象等，其作用使得仪表 检验所得的实际上升曲线和实 际下降曲线常出现不重合的情 况，从而使得仪表的特性曲线 形成环状，如下图所示这种现 象称为滞环。 显然，在出现滞环现象时，仪 表的同一输入值常对应多个输 出值，并出现误差。
约定真值：实际中，常用精度等级比较高的 仪表测出的，或用特定方法确定的约定真值 代替被测量的真值。
绝对误差和相对误差
绝对误差：示值与公认的约定真值之差，通常 简称误差。注意：误差值可正可负。
绝对误差=示值-约定真值
相对误差：绝对误差与约定真值之比。常用百
分数表示，即
相对误差

绝对误差 约定真值
重复性
重复性：在同一工作条件下， 同方向连续多次对同一输入值 进行测量所得的多个输出值之 间相互一致的程度称为仪表的 重复性。（不考虑滞环和死区 的影响）
例如，在图1-10中列出了在同 一工作条件下测出的仪表的实 际上升曲线，其重复性就是指 这三条曲线在同一输入值处的 离散程度。实际上，某种仪表 的重复性常选用上升曲线的最 大离散程度和下降曲线的最大 离散程度两者中的最大值来表 示。
死区
死区效应：仪表内部的某些单元具有 死区效应。例如传动机构的摩擦和间 隙等，其作用亦可使得仪表检验所得 的实际上升曲线和实际下降曲线常出 现不重合的情况。如图1-8。
死区：这种死区效应使得仪表输入在 小到一定范围后，不足以引起输出的 任何变化，而这一范围称为死区，也 叫不灵敏区。
理论上，不灵敏区的宽度是灵敏限的 2倍。
分为时漂和温漂。
可说明仪表工作的稳定性能，如果仪表需要长 时间运行，这一性能更为重要。

检测仪表基础知识

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检测仪表的品质指标
相对百分误差δ
max 100 % 标尺上限值 标尺下限值
允许误差
仪表允许的最大绝对误差值 允 100 % 标尺上限值 标尺下限值
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检测仪表的品质指标
小结
仪表的 δ允 越大，表示它的精确度越低；反之，仪表 的δ 允 越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对 百分误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表 的精确度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02， 0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
max 0.10(mA)
max
0.10 100 % 0.625 % 20 4
去掉δmax的“±”号及“%”号后,其数值为0.625 ,数值 在0.5～1.0之间,由于该表的δmax已超过0.5级表所允许的δ 允,故该表的准确度等级为1.0级。
22
(4)计算变差
变 max 变 100 % 0.625 % 20 4
式中：
xmax ：仪表标尺上限刻度值； xmin ：仪表标尺上限刻度值；
M:
仪表的量程
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测量过程与测量误差
测量误差根据测试条件分类： 基本误差 附加误差
基本误差：在规定的工作条件下（如温度、湿度、电源电 压、频率等一定），仪表本身具有的误差叫基 本误差。可用最大引用误差的计算方法来表示 基本误差的大小； 附加误差：当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误 差就是附加误差；
输出信号 正行程读数x正 4 8 12.01 16.01 20 /mA 正行程读数x反 4.02 8.10 12.10 16.09 20.01 试根据以上校验数据确定该仪表的变差、准确度等级与线性 度。

检测仪表知识

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检测仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。
解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。由于 国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超 过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度 等级为1.0级。
在工业上应用时,对检测仪表准确度的要求,应 根据生产操作的实际情况和该参数对整个工艺过 程的影响程度所提供的误差允许范围来确定,这样 才能保证生产的经济性和合理性。
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检测仪表的品质指标
2.检测仪表的恒定度
变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测 量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即被测参数逐渐由 小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得 到的两条特性曲线之间的差值。
2
测量过程与测量误差
测量误差：由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参数 的真实值之间的差距。 测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类：
系统误差 疏忽误差 随机误差
3
测量过程与测量误差
绝对误差
xI xt
xI：仪表指示值, xt：被测量的真值
由于真值无法得到 x x0
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值
相对误差
x x0 或 xI xt
x0
x0
xt
4
检测仪表的品质指标
1.测量仪表的准确度（精确度）
两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。

检测仪表的品质指标

检测仪表的品质指标
•
误差
基本误差：任何测量都是与环境条件相关的， 如环境温度、湿度、安装方式等。仪表在使用 时按照严格规定的环境条件进行测量，而产生 的误差称为基本误差。
附加误差：而如果仪表在超出规定的工作条件 工作时，所产生的额外的误差，称为附加误差 。显然， 误差=基本误差+附加误差
•
静态误差与动态误差
静态误差：指仪表静止状态时的误差，或被测量变化 十分缓慢时所呈现的误差，此时不考虑仪表的惯性因 素。也就是仪表的稳态误差。仪表静态误差应用更普 遍。
•
六、滞环、死区和回差
•
例如：测量L1=10mm的尺寸，误差δ1=±8um T2=80℃的温度， 误差δ2=±0.005℃
比较两次测量精度的高低。（不可用绝对误差表示）
解：
•∴测温试验的精度高。
•
引用误差
引用误差：由于仪表多应用在测量接近上限值的量， 因而用量程取代相对误差公式中的约定真值得引用误 差，即
例如：量程为-10V~10V的电压表，在测5.02V的电 压时，示值为5V，则此时，该电压表的引用误差为：
量程=测量上限值-测量下限值
•
记为 ：
•秤的量程为：L=100公斤
例如，一个温度测量仪表的下限值是 -50℃ ，上限值是150℃ ，则其测量范围可表 示为-50~150℃ ，量程为200℃ 。
由此可见，给出仪表的测量范围便知其 上下限及量程，反之，如果只给出仪表的量 程，却无法确定其上下限及测量范围。
动态误差：指仪表因惯性延迟所引起的附加误差，或 变化过程中的误差。
•五、精Biblioteka 度仪表的精确度：通常是允许的最大引用误差去掉百分 号和±号后的数字来衡量的。不是实际测量中出现的 。例如：某仪表的最大引用误差为-0.5%，则此仪表的 精度等级为0.5级。

《检测仪表基本知识》PPT课件

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检测仪表的品质指标
例1 某台测温 仪表的测温范围为200-700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对 百分误差与准确度等级。
解：该仪表的相对百分误差为
如果将该仪表的去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误 差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的 精度等级为1.0级。
检测仪表与测量方法的分类
1、检测仪表的分类
④ 根据所测参数的不同，可分为压力（包括差压、负压） 检测仪表、流量检测仪表、物位（液位）检测仪表、温 度检测仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。
⑤ 按表达示数的的方式不同，可分成指示型、记录型、讯 号型、远传指示型、累积型。
⑥按精度等级及使用场合的不同，可分为实用仪表、范型 仪表和标准仪表，分别使用在现场、实验室和标定室。
2、测量方法的分类
按照测量结果的获得过程
直接测量
间接测量
测量方法的分类
按测量结果的获得过程分类：
➢直接测量法 ➢间接测量法
直接测量：用事先分度或标定好的测量仪表，直接 读取被测量测量结果的方法。直接将被 测量与标准量进行比较。
如：
测量结果：20.1 mm
特点：简单、直观、明了、精确度较高
（1）偏差法 （2）零值法 （3）微差法
检测仪表的品质指标相对百分误差δ Nhomakorabea允许误差δ允
检测仪表的品质指标
精确度等级
仪表的允许相对百分误差去掉“±”号及“％”号
仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的δ允
越小，表示仪表的精确度越高。目前常用的精确度等级有
0.005，0.02，0.05，0.1，0.2， 0.4，0.5，1.0，1.5， 2.5，4.0等。

13检测仪表的品质指标2958

13检测仪表的品质指标2958
Qmax≤ Q 即最大引用误差Qmax 不能超过允许误差Q。
误差
基本误差：任何测量都是与环境条件相关的， 如环境温度、湿度、安装方式等。仪表在使用 时按照严格规定的环境条件进行测量，而产生 的误差称为基本误差。
附加误差：而如果仪表在超出规定的工作条件 工作时，所产生的额外的误差，称为附加误差。 显然， 误差=基本误差+附加误差
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
六、滞环、死区和回差
滞环 死区 回差
滞环
滞环：仪表内部的某些元件具有 储能效应，例如弹性变形、磁滞 现象等，其作用使得仪表检验所 得的实际上升曲线和实际下降曲 线常出现不重合的情况，从而使 得仪表的特性曲线形成环状，如 下图所示这种现象称为滞环。 显然，在出现滞环现象时，仪表 的同一输入值常对应多个输出值， 并出现误差。
四、误差
示值和约定真值 绝对误差和相对误差 引用误差 最大引用误差和允许误差 误差 静态误差与动态误差
示值和约定真值
示值：仪表指示装置所显示的被测值称 为示值。它通常在很大程度上反映了被 测真值。但是，严格的说，被测真值只 是一个理论值，因为无论采用何种仪表 测到的值都有误差。
约定真值：实际中，常用精度等级比较 高的仪表测出的，或用特定方法确定的 约定真值代替被测量的真值。
静态误差与动态误差
静态误差：指仪表静止状态时的误差，或被测量变化 十分缓慢时所呈现的误差，此时不考虑仪表的惯性因 素。也就是仪表的稳态误差。仪表静态误差应用更普 遍。

测量仪表和性能指标基本知识58页PPT

测量仪表和性能指标基本知识58页PPT

66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
测量仪表和性能指标基本知识
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6、黄金时代是在我圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
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比较两次测量精度的高低。（不可用绝对误差表示）
解： 1 8um 0.008%
L1 10mm
2 0.005 0.00625%
T2
80
∴测温试验的精度高。
引用误差
引用误差：由于仪表多应用在测量接近上限值的量，
因而用量程取代相对误差公式中的约定真值得引用误
差，即
引用误差
绝对误差 量程
例如：量程为-10V~10V的电压表，在测5.02V的电压 时，示值为5V，则此时，该电压表的引用误差为：
Qmax≤ Q 即最大引用误差Qmax 不能超过允许误差Q。
误差
基本误差：任何测量都是与环境条件相关的， 如环境温度、湿度、安装方式等。仪表在使用 时按照严格规定的环境条件进行测量，而产生 的误差称为基本误差。
附加误差：而如果仪表在超出规定的工作条件 工作时，所产生的额外的误差，称为附加误差。 显然， 误差=基本误差+附加误差
是指个针仪表位灵移敏，度则的乘积X。 C,Y 分格,
限容S、易灵与分敏灵格阈敏）/度。C混。它淆表的示概引念起是输仪出表值分变辨化率的（最又小称输仪入表量灵变敏化 值输。入当输输入出有同微量小纲变化时时输S为出仪就有表变的化放，大则倍说明数分。辨率高 。仪灵表敏特 度高性，为则线分性辨率时高。S为常数，仪表特性 非线性时 S为变量。
二、零点迁移和量程迁移
仪表的零点：指测量下限。 仪表测量范围的另一种常用的表示方法：是给出仪表
的零点和量程。 在实际使用中，由于测量要求或测量条件的变化，需
要改变仪表的零点或量程，为此，可以对仪表进行零 点和量程的调整。 零点迁移：通常将零点的变化称为零点迁移； 量程迁移：量程的变化称为量程迁移。 例如，一把直尺的测量范围为0~10cm。（此时零点为 0cm）
1.2 基本概念
检测和仪表中常用的基本性能指标 一、测量范围、上下限、量程 二、零点迁移和量程迁移 三、灵敏度和分辨率 四、误差 五、精确度 六、滞环、死区和回差
一、测量范围、上下限、量程
测量范围：是仪表按规定的精度进行测 量的被测变量的范围。
测量范围的最小值和最大值分别称为测 量下限和测量上限； 测量范围表示法某秤：测下量限范值围～为上：限0~值10。0公斤
静态误差与动态误差
静态误差：指仪表静止状态时的误差，或被测量变化 十分缓慢时所呈现的误差，此时不考虑仪表的惯性因 素。也就是仪表的稳态误差。仪表静态误差应用更普 遍。
动态误差：指仪表因惯性延迟所引起的附加误差，或 变化过程中的误差。
五、精确度
仪表的精确度：通常是允许的最大引用误差去掉百分 号和±号后的数字来衡量的。不是实际测量中出现的。 例如：某仪表的最大引用误差为-0.5%，则此仪表的精 度等级为0.5级。
四、误差
示值和约定真值 绝对误差和相对误差 引用误差 最大引用误差和允许误差 误差 静态误差与动态误差
示值和约定真值
示值：仪表指示装置所显示的被测值称 为示值。它通常在很大程度上反映了被 测真值。但是，严格的说，被测真值只 是一个理论值，因为无论采用何种仪表 测到的值都有误差。
约定真值：实际中，常用精度等级比较 高的仪表测出的，或用特定方法确定的 约定真值代替被测量的真值。
即
灵敏度
输出变化量Y 输入变化量X
可见，灵敏度也就是以上两图特性曲线的斜率 。因此，量程迁移就意味着灵敏度的改变；而 如果仅仅是零点迁移则灵敏度不变。
灵敏度的特点：
由灵敏度的定义可知，由于仪表的输入和输出量的单 位不一定相同，所以，灵敏度有量纲，且由X和Y的量 纲确定。
灵若敏仪度表具的有输 可传入递为性温：度首， 尾串输联出的为仪标表系尺统上，的总灵敏度
被测量真实长度
仪
表
显
迁移前
示 值
迁移后
被测量真实值
右图为单纯量程迁移 的示意图。（迁移后 的量程增加了）量程 迁移前与迁移后线段 的斜率有所变化。
实际也有零点迁移与 量程迁移并存的情况， 可扩大仪表的通用性。
以上情况通常均需要 改变仪表显示值。
三、灵敏度和分辨率
灵敏度（S ）：是仪表对被测参数变化 的灵敏程度。表示方法为：仪表输出变 化量与引起此变化的输入变化量之比。 （在稳态条件下）
精度等级：按仪表工业规定将精确度划分为若干个等 级，称为精度等级。1.0级的意思是在规定条件下实际 测量的绝对误差不会超过量程的± 1%。可见，精度 等级的数字越小，精度越高。
那么，仪表的精度等级是如何确定的？或者说最大引 用误差如何确定？需要通过实验来计算。
5 5.02 0.1% 20
最大引用误差
•最大引用误差：
最大引用误差
最大绝对误差 量程
是仪表的基本误差，主要质量指标之一。
最大绝对误差是在仪表全量程内被测量平稳变化（增 加和减小）时的最大绝对误差。
允许误差：仪表在出厂时要规定引用误差的允许值， 简称允许误差。若将仪表的允许误差记为Q，最大引用 误差记为Qmax ，则两者之间需满足如下关系：
仪表的量程：是测量则上量限程与为1下00限公值斤的代 数差，即
量程=测量上限值-测量下限值
记为 ：
L L秤上的量程L下为：L=100公斤
例如，一个温度测量仪表的下限值是 -50℃ ，上限值是150℃ ，则其测量范围可表 示为-50~150℃ ，量程为200℃ 。
由此可见，给出仪表的测量范围便知其 上下限及量程，反之，如果只给出仪表的量 程，却无法确定其上下限及测量范围。
如果把2cm处作为测量的起点，这时，测量范围变 为-2~8cm。（此时零点为-2cm）
直
cm
尺
显 示
10
长 度
2
1 2
-2 0
8 10
右图为典型的单纯零 点迁移情况。线段1 为原来直尺的测量特 性曲线。线段2为零 点迁移后的测量特性。
二者斜率相同。可见， 零点迁移至-2cm， 而量程不变（即量程 cm 未迁移）。
绝对误差和相对误差
绝对误差：示值与公认的约定真值之差，通常 简称误差。注意：误差值可正可负。来自绝对误差=示值-约定真值
相对误差：绝对误差与约定真值之比。常用百
分数表示，即
相对误差
绝对误差 约定真值
相对误差可以用来比较测量不同的被测量的精度的高 低。（相对误差越小，精度越高）
例如：测量L1=10mm的尺寸，误差δ1=±8um T2=80℃的温度， 误差δ2=±0.005℃