01-序论

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1.5 性能指标
1.5.3 误差处理
发现系统误差的方法：
①试验对比法 ④计算数据比较法 ②剩余误差观察法 ③剩余误差校核法 ⑤不同公式计算标准误差比较法
减小或消除误差：
①引入更正值法 ②替换法 ③零位式测量法 ④补偿法 ⑤抵消法
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1.5 性能指标
1.5.3 误差处理
⑵渐变误差
渐变误差也称趋势误差（即在数据中存在的趋势项）， 是指随时间作缓慢变化的、其变化周期超过设备测量周期、 记录周期或使用周期的测试误差。
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1.1 概述
工业自动化仪表应用： 不仅在工业领域始终占据着重要地位，还应用在教 育教学、农业生产、国防建设、航空航天、生物 医药、环境治理、地质矿产、地球气象、建筑、 交通、灾害评估等诸多领域。 同时工业自动化仪表是实现自动控制的基础条件和 功能设备，是构成自动控制系统的硬件单元；不 仅是反映自动化水平的标竿尺，也反映出工业自 动化仪表的动向。
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1.5 性能指标
1.5.3 误差处理
⑶随机误差
随机误差不能也无法消除， 只能尽量减小。
特点：①对称性。
②抵偿性 ③单峰性 ④有界性。
图1-8 随机误差的概率密度分布曲线
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1.5 性能指标
1.5.3 误差处理
⑷粗大误差
粗大误差是由某种过失引起的明显与事实不符的误差， 也称过失误差，或称反常误差、坏值。主要是由于操作不 当、读数、记录和计算错误、测试系统的突然故障、环境 条件的突然变化等疏忽因素而造成的误差。
S
为输出满度值。
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性
③时滞
一个仪表的时滞越 小，其输出的重复 性和稳定性越好。
图1-6 时滞特性示意图
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性
④重复性
多次重复测试的曲线越重 合，说明该仪表重复性好， 使用时误差越小。
m1 正向重复性： 100% S
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1.4 信号制
工业自动化仪表的信号类型按照1973年4月国 际电工委员会（IEC）通过的标准规定。过程控制 系统的模拟信号为直流电流4～20mA，电压信号为 直流l～5V。 DDZ-II现场传输信号采用0～10mADC，控制室内各 仪表间的联络信号用0～5VDC。 QDZ系列仪表，采用20KPa～100KPa气源信号。
②示值相对误差：
x x 100% x
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1.6 仪表的计量、检定、标定、校准
工业自动化仪表在应用前，必须要 对仪表的示值标尺和示值准确度进行标 定，如电子称、温度计、流量计、压力 表等。
⑴计量p17：用理论/设备“量化”对方 ⑵检定p17：按规定/规程去检验和核准对方 ⑶标定p18：将标准刻度复制到对方 ⑷校准p19：按标准去调整对方
1.5.3 误差处理
⒈ 误差定义
指用于测量的仪器仪表不绝对准确、测量原理的局限、 测量方法的不完善、外界干扰的存在以及测量人员的个人 因素等原因，使得测量值与被测值的真值之间存在的差值， 即为误差。
⒉ 误差分类
按照误差分析和按照误差计算处理来分析。 用于误差计算及评价性能指标时，分有绝对误差、相对 误差（含引用误差）。
(1)仪表是用于测量各种自然量（压力、温度、速度、电量 等）、做一定信号处理和算法运算、以指定方式输出（如显 示）的设备（仪表）。 (2)工业自动化仪表是检测仪表、显示仪表、控制仪表、执行 仪表和智能仪表、虚拟仪表及其辅助器件等各类仪表总称。 (3)自动化装置是由工业自动化仪表构成的、完成某一特定功 能的设备,其各类设备总称为过程控制装置，含有控制策略的 自动化装置，也称为自动化控制装置，或自动控制系统。计 算机控制系统则是强调由计算机来完成控制策略算法和部分 显示功能的自动控制装置（系统）。
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性 ⑶仪表静态输入-输出特性
①灵敏度与灵敏限。
OUT IN
式中， OUT 为仪表输出值；
IN
为仪表输入值。
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性
②线性度
max 100% S
为线性度（即非线性误差）； max
非线性绝对误差； 图1-5 线性度示意图 为最大
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1.4 信号制
采用直流信号的优点：
①传输过程中易于和交流感应干扰相区别； ②不存在相移问题； ③可不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。
工业自动化仪表采用电流制信号制，有四线信号制 接线、三线信号制接线、二线信号制接线三种接法。在 实际使用中一般用二线制传感器。
图1-3 四线信号制接线示意图
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1.5 性能指标
1.5.3 误差处理
⒋ 误差计算
⑴绝对误差
x x A0
真值为 A0 ，测量值为
x
x ，则绝对误差为：
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1.5 性能指标
⑵相对误差
1.5.3 误差处理
相对误差通常用于衡量测量的准确度，相对误差越小， 准确度越高。相对误差有： ①实际相对误差：
x A 100% A
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1.5 性能指标
1.5.3 差处理
⒊ 误差（规律）分析
⑴系统误差
系统误差是指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符 号保持不变，或与某一参数成函数关系的有规律的误差，简称系差。
产生原因：
①测量仪表和系统以及测量方式本身不够完善，甚至仪表所依据的工 作原理本身的不够完善而引起的误差。 ②由于检测仪表的安装、布置及调整不当；由于测量时环境条件(如温 度、湿度、电源等)偏离仪表规定的工作条件时而引起的误差；操作 人员的技术水平限制也会产生系统误差。
m2 100% 反向重复性： S
图1-7 重复特性示意图
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1.5 性能指标
1.5.2 动态特性
动态特性是仪表在动态工作中所呈现的特性，它决定仪 表测量快变参数的精度, 通常用稳定时间和极限频率来概括 表示。 动态特性不仅影响自身的输出，还直接影响整个调节系 统的调节质量。
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1.5 性能指标
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1.1 概述
学习工业自动化仪表能够获得：
①各种传感器、测量仪表及检测系统的相关知识和 开发研究设计的基本方法。 ②信息处理、存储、传输、显示的相关知识和实现 的基本技术。 ③控制理论、控制装置与智能化的设计。 ④控制规则的实现和工程方法。 ⑤仪表性能的实验技能和计量标定方法等。
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1.1 概述
总结
图1-4二线信号制接线示意图
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1.5 性能指标
静态特性：仪表的静态特性是仪表在信号输入时稳定
运行后仪表输出信号与输入信号呈现的函 数关系（是仪表稳定状态下的输出输入信 号的函数关系）。
动态特性：是仪表在信号输入时仪表输出信号的反应
与输入信号呈现的函数关系。（是仪表的 输出信号跟随输入信号变化的能力）。
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1.2 仪表的发展及其趋势
仪表发展的特征(四高)：
高速、高精度、高可靠性和高适应性。
工业自动化仪表的发展趋势：
⑴微型化 ⑸软件化 ⑵集成化 ⑹智能化 ⑶节能化 ⑺组合化 ⑷通信化 ⑻就近化
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1.3 仪表的分类
①按仪表安装分 ②按仪表进程分 ③按仪表使用分 ④按仪表内容分 ⑤按仪表功能分 ⑥按仪表能量分 ⑦按仪表规模分
精确度指标:
①精密度：。 ②正确度。 ③精确度(等级）。有0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、 2.5级及4.0~5.0级。
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性 ⑵稳定性
稳定性是指在规定的工作条件保持恒定时，在规定时间 内仪表性能保持不变的能力。一般用精密度数值和观测时间 长短表示。
用性设备或装置.涉及工业自动化仪表及其内涵的关键词 ：测量、检测、仪器、仪表、显示、控制、执行、智能、 总线、通信、协议。
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1.1 概述
工业自动化仪表的专业范围可概括为生产过程中受控对象（如热工 量、机械量、成份量、光学量以及设备状态等）的检测、显示、控制、 存储、通信等，如图1-1所示。
图1-1 工业自动化仪表的知识体系和应用关联图
1.4 信号制
采用电流信号的优点：
①不受传输线及负载电阻变化的影响，不容易受干扰；由 于电流源内阻无穷大 ，不影响精度； ②由于电动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成的， 使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械 力； ③对于要求电压输入的受信仪表和元件，只要在电流回路 中串联电阻便可得到电压信号，使用比较灵活。 图1-2是电流发送、电流接收示意图
仪表：测定温度、气压、电量、 血压等的仪器，形状或作用像 计时的表(现代汉语词典99年版)
过程检测仪表
第一章
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 概述 仪表的发展及其趋势 仪表的分类 信号制 性能指标
绪论
1.6
仪表的计量、检定、标定、校准
作业
1.1 概述
工业自动化仪表
“工业自动化仪表”是与社会科学技术紧密关联的应
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性
静态特性:反映了工业自动化仪表在长期运行下的稳定性、
精确性和可靠性，特别是仪表输出输入特性的变化率。
静态误差:是仪表稳定运行后仪表的输出与设定参数的偏离
值反映了仪表的精度、稳定性和静态输出-输入特性.
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1.5 性能指标
1.5.1 静态特性
（1）精确度 :测量结果与真值的一致程度
过程检测仪表
浦铁成 putiecheng@
前言
不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。
过程：事物发展所经过的程序 有严格的先后次序 检测：检验和测定
1 盛水；2 点火；
3 灭火；4 灌水；