1-3-自动化仪表基础知识.ppt

第一章 3-3 测量基本知识 1、分类 （1）直接测量 （2）间接测量 （3）组合测量 按被测量在测量过程中的状态 （1）动态测量 （2）静态测量 2、组成 （1）传感器 （2）变送器 （3）传输通道 （4）显示装置 3、误差 系统误差:提高仪表精度或改变测试方法 随机误差:多次测试,求平均值 粗大误差:直接剔除 被测量值在满刻度的2/3左右，能提高测量精度。 去掉精确度(最大引用误差)的“%”号，就是仪表的精度等级 3 变差（回差） 在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大（正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差的最大值和仪表量程之比的百分数称为回差，也称变差。 　　去掉最大引用误差的“%”号，其数值分别为2和1，由于国家规定的精度等级中没有2级仪表，同时该仪表的误差超过了1.5级仪表所允许的最大误差，所以这台仪表的精度等级为2.5级，而另一台仪表的精度等级正好为1级。 　　由此可见，两台测量范围不同的仪表，即使它们的绝对误差相等，它们的精度等级也不相同，测量范围大的仪表精度等级比测量范围小的高。 例2 某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？ 解：根据工艺要求，仪表的最大引用误差为： 应选择0.5级的仪表才能满足要求 去掉最大引用误差的“±”号和“%”号，其数值为0.8，介于0.5~1.0之间，若选择精度等级为1.0级的仪表，其最大绝对误差为±5℃，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级的仪表才能满足要求。 单元组合式仪表 　　按各组成环节的不同功能和使用要求，将整套仪表分为若干单元，各单元能独立实现某种功能，使用时可以按生产工艺的不同要求挑选需要的单元加以组合，其特点是应用灵活，通用性强，使用维护方便，特别适用于中、小企业的过程控制系统； 基地式仪表 一般与检测装置、显示装置一起组装在一个整体之内 同时具有检测、控制与显示的功能 结构简单、价格低廉、使用方便 通用性差，信号不易传递 一般应用于简单控制系统中。 　模拟式：传输信号通常为连续变化的模拟量，其线路简单，操作方便，价格较低 模拟式仪表：基地式 　　　　　　单元组合式 　　　　　　组件组装式仪表　 数字式：传输信号为断续变化的数字量。 数字式仪表： 　 现场级数字仪表 　　　　　可编程调节器 　　　　　可编程控制器 可编程调节器： 　　具有比传统模拟仪表更为丰富的运算和控制功能，它可以提供多种软件功能模块，由用户根据生产控制的要求通过组态完成各种运算处理和复杂控制，具有很大的应用灵活性，但其软件系统比较复杂。 (1) 绝对误差和相对误差 绝对误差：测量结果与被测量的真值之间的差值。 　绝对误差=测量值－真值 相对误差：测量的绝对误差与约定值的百分比。 实际相对误差：测量的绝对误差与被测量的实际值（真值）之百分比。 标称相对误差：测量的绝对误差与仪表示值之百分比。 引用相对误差：测量的绝对误差与仪表的量程的百分比。 引用相对误差 δ——引用误差 Μ——仪表量程 　(2) 系统误差、随机误差和粗大误差 　　系统误差：在偏离测量规定条件时或由于测量方法引入的因素所引起的、按某确定规律变化的误差。 特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。 产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。 　　随机误差：在实际测量条件下，多次测量同一个量时，如果误差的绝对值和符号以不可预定方式变化，则这类误差称为随机误差。 特点：变化难以预测 　产生的原因：随机误差主要是由于测量过程中某种尚未认识的或无法控制的各种随机因素（如空气扰动、噪声扰动、电磁场等）所引起的综合结果。 　　随机误差在多次测量的总体上服从一定统计规律，可利用概率论和数理统计的方法来估计其影响。 　粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。 特点：无任何规律可循。 产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因所造成的。 处理办法 (3)基本误差、附加误差和允许误差 　基本误差：指仪表在规定的正常工作条件下所具有的误差。 附加误差-----指仪表超出规定的正常工作条件时所增加的误差。 允许误差-----指仪表的允许的误差界限。 (4) 静态误差和动态误差 静态误差：与被测量的变化速度无关的误差。 动态误差：在被测量的信息处于变动状态下仪表示值与被测量的实际值之间的差异，叫动态误