03检测仪表与传感器1.pptxVIP

第一节 概 述 一、测量过程与测量误差 在生产过程中需要测量的参数是多种多样的，相应的检测方法及仪表的结构原理也各不相同，但从测量过程的实质来看，却都有相同之处。 在测量过程中,由于所使用的测量工具本身不够准确,观测者的主观性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在一定的差距，这一差距就称为测量误差。 测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。 绝对误差在理论上是指仪表指示值xi和被测量的真值xt之间的差值，可表示为：Δ= xi–xt 所谓真值是指被测物理量客观存在的真实数值，它是无法得到的理论值。因此，所谓测量仪表在其标尺范围内各点读数的绝对误差，一般是指用被校表（精确度较低）;; ;2、变差 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最大偏差，如图3－1所示。;3、灵敏度与灵敏限 仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量之比值称为仪表的灵敏度，用公式表示如下： 式中:S—仪表的灵敏度； Δa—指针的线位移或角位移； Δx—引起Δa所需的被测参数变化量。 所谓仪表的灵敏限，是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。 通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。 值得注意的是，上述指标仅适用于指针式仪表。 在数字式仪表中，往往用分辨力来表示仪表灵敏度（或灵敏限）的大小。;4、分辨力 对于数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。显然，不同量程的分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力称为该表的最高分辨力，也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为数字电压表的分辨力指标。 5、线性度 是表征线性刻度仪表的输出量 与输入量的实际校准曲线与理论 直线的吻合程度。如图3－2所示。 通常总是希望测量仪表的输出与 输入之间呈线性关系。;6、反应时间 当用仪表对被测量进行测量时，被测量突然变化以后,仪表指示值总是要经过一段时．后才能准确地显示出来。反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反应出参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。因为在这种情况下，当仪表尚未准确显示出被测值时，参数本身却早已改变了，使仪表始终指示不出参数瞬时值的真实情况。所以，仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。 仪表的反应时间有不同的表示方法。当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。仪表的输出信号（即指示值）由开始变化到新稳态值的63.2％所用的时间，可用来表示反应时间，也有用变化到新稳态值的95％所用的时间来表示反应时间的。 ; 三、工业仪表的分类 工业仪表种类繁多，结构形式各异，根据不同的原则，可以进行相应的分类。 1、按仪表使用的能源分类 按使用的能源来分，工业自动化仪表可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表。目前工业上常用的为电动仪表和气动仪表。 （1）电动仪表 （2）气动仪表 2、按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类 从工业自动化仪表在信息传递过程中的作用不同，可以分为五大类。 (1)检测仪表 (2)显示仪表 (3)集中控制装置 (4)控制仪表 (5)执行器 3、按仪表的组成形式分类 (1)基地式仪表 (2)单元组合仪表; 第二节 压力检测及仪表 工业生产中，所谓压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。在工业生 产过程中，压力是重要的操作参数之一。特别是在化工、制药、炼油等生产过程中，经常会遇到压力和真空度的测量，其中包括比大气压力高很多的高压、超高压和比大气压力低很多的真空度的测量。如高压聚乙烯，要在150MPa或更高压力下进行聚合；氢气和氮气合成氨气时，要 在15MPa或32MPa的压力下进行反应；而炼油厂减压蒸馏，则要在比大气压低很多的真空下进行。如果压力不符合要求，不仅会影响生产效率，降低产品质量，有时还会造成严重的生产事故。此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有些其他参数的测量，如物位、流量等往往是通过测量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便可确定物位或流量。;一、压力单位及测压仪表 过去使用的压力单位比较多，根据1984年2月27日国务院“关于在我国统一实行法定计量单位的命令”的规定，这