自动检测仪表第一章
自动检测技术第一章 知识点
第一章 检测技术的基本概念 考核知识点和考核要求：1、领会：测量的基本概念及测量方法，测量结果的数据统计及处理2、掌握：测量误差及分类，传感器及其基本特性3、熟练掌握：绝对误差和相对误差的计算，仪表的精度等级 第一节 测量的基本概念与方法 1）根据测量是否随时间变化：静态测量。
例如：激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测是静态测量 动态测量。
例如：光导纤维陀螺仪测量火箭飞行速度、方向是动态测量 2）根据测量的手段不同：直接测量：直接读取被测量的测量结果。
例如：磁电式仪表测量电流电压、离子敏MOS 场效应管晶体测量PH 值和甜度间接测量：对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量，再代入函数关系式计算测量量。
例如：测量物体密度3）根据测量结果的显示方式：模拟式测量和数字式测量（其中：数字式测量比模拟式测量精度要高） 4）根据是否是在生产过程中或流水线上测量：在线测量。
例如：自动化机床边加工边测量，在实际中大多采用在线测量方式 离线测量5）根据测量的具体手段：偏位式测量：被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式（直接用偏移量的大小表示测量量）。
例如：弹簧秤测量物体质量，高斯计测量磁场强度。
特点：简单迅速但精度低。
易产生灵敏度漂移和零点漂移零位式测量：被测量与仪表内部的标准量比较，当系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值（标准量的值为测量量的值）。
例如：天平测量物体质量，平衡式电桥测量电阻值。
特点：精度高但平衡复杂。
微差式测量：预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡，当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡，偏位式仪表指示出变化部分的数值（先平衡再有微量变化时）。
例如：天平测量化学药品，钢板厚度测量。
特点：上述两者的综合 第二节 测量误差及分类1.真值：是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。
分类：1）理论真值（例：三角形的内角之和为180°）2）约定真值（例：标准条件下，水的三相点为273.16K ，金的凝固点为1064.18℃）3）相对真值（例：凡精度高一级或几级的仪表的误差是精度低的仪表误差的1/3以下时，则精度高的仪表的测量值可认为是相对真值）2.测量误差：测量值与真值之间的差值 根据其特征不同：1）绝对误差：是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值，即Δ＝A x －Ａ0 2）相对误差：反应测量值偏离真值程度的大小实际相对误差A γ:绝对误差Δ与被测量的真值Ａ0的百分比， %1000⨯∆=A Aγ示值（标称）相对误差x γ：绝对误差∆与被测量A x 的百分比，%100⨯∆=xxA γ满度（引用）相对误差m γ：绝对误差∆与仪器满度值A m 的百分比，%100m⨯∆=A mγ3. 准确度等级S ：当∆ 取仪表的最大绝对误差值∆m 时，满度相对误差常被用来确定仪表的准确度等级，100mm⨯=A ΔS 注意：仪表的准确度在工程中也常称为“精度”，准确度等级习惯上称为精度等级。
自动检测技术及仪表 第1章 检测技术及仪表概述
五、检测技术及仪表的研究内容
（1）研究传感原理方法及相应器件设备。 （2）研究信息处理（如信号放大、滤波等）与变换的方法。
【克服干扰；从间接信号中恢复目标信息。】 （3）研究检测问题中信息传输、接收、存储、显示的方法与技术。 （4）研究抗干扰技术和故障检测、诊断的功能。 （5）研究检测方法、检测仪表及检测系统的理论分析方法、参数及结 构的最优化设计技术。 （6）研究智能仪表的设计与集成方法。
2023年8月14日
EXIT
第1章第7页
二、检测技术及仪表的应用
工业生产 医疗卫生 日常生活 军工武器 ……
2023年8月14日
EXIT
第1章第8页
三、检测技术及仪表的地位和作用
人类正在走出机械化的过程，进入以物质手段扩展人的感官神经系统
及脑力智力的时代，而这种物质手段的首要方面正是检测技术及仪器仪表。
测。
2023年8月14日
EXIT
第1章第17页
二、直接检测、间接检测与联立检测
联立测量（也称组合测量）
其中： x1, x2, …, xm：被测量 y1，y2，…， yn：直接测得值
20第18页
二、直接检测、间接检测与联立检测
检测刻线0、1、2、3间的距离，要求每个刻线间隔测 量3次：
自动检测技术：能够自动地完成整
个检测过程的技术，以信息的获取、 转换、显示和处理的自动化为主要研 究内容。
研究新的检测方法
仪表技术 利用新的检测技术
开发现代化的检测系统
自动检测技术 检测技术
检测仪表技术
获取分辨率、准 确度、稳定性和 可靠性都很高的 对象信息
2023年8月14日
EXIT
第1章第12页
自动化仪表ppt
压力表的分类：按其转换原理的不同，大致可分为四大类。
1、液柱式压力计：依据流体静力学原理，简单、方便测量范 围窄测较低压或真空度。
2 、弹性式压力表；将被测压力转换成弹性元件变形的位移进 行测量，如弹簧管压力表，波纹管压力计等。
3、电器式压力表；通过机械或电器元件将被测压力转换为电 量（电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。如电容式、 电阻式、应变片式或霍尔片式等压力表。
档消耗一个共享文档下载特权。
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权，一次 发放，全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP，生发效放起数每量月由发您放购一买次，赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放， 。文一前档次往下，我载持的特续账权有号，效-自
0下载券文档一键搜索 VIP用户可在搜索时使用专有高级功能：一键搜索0下载券文档，下载券不够用不再有压力！
内容特 无限次复制特权 权 文档格式转换
VIP有效期内可以无限次复制文档内容，不用下载即可获取文档内容 VIP有效期内可以将PDF文档转换成word或ppt格式，一键转换，轻松编辑！
阅读页去广告
400-2000 700-3000 900-1700 0-3500 200-2000
二、常用的几种温度检测仪表
1、热电偶：两种不同成分的导体焊在一起，两端温度不同 时，回路中就会有热电势产生，通过测量电势来测量温 度的一种感温元件。
2、热电阻：利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化 的特性来测量温度的一种感温元件。
Rt=R0[1+α（t-t0）] R0为0的电阻值，α—为电阻温度系 数
毕业论文自动检测仪表的设计与实施
摘要现代工业控制系统中，自动化仪表检测技术和仪表控制系统是实现自动控制的基础。
在过程自动化中要通过检测元件获取生产工艺变量，最常见变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。
检测元件又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量，并转化成一个与之成对应关系的输出信号。
这些输出信号包括位移、电压、电流、电阻、频率、气压等。
随着新技术的不断涌现，特别是先进检测技术、现代传感器技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，给传统的自动控制系统带来了新的挑战，并由此引出许多新的发展，如虚拟仪器、软测量技术、数据融合理论与方法以及最新发展的传感器网络技术等。
全文以典型工业过程控制系统的构成为基础，以应用自动控制理论设计过程控制系统为主线，重点介绍了自动化检测仪表、全刻度指示 PID 连续调节仪表、数字控制仪表、执行器和防爆栅、智能仪表与虚拟仪器以及自动化仪表应用实例。
关键词：仪表、DCS组态、安装第一章序言 (3)1-1设计背景 (3)1-2设计内容及规划 (3)1-3设计意义 (3)第二章自动化检测技术及部分检测仪表原理介绍 (3)2-1自动化检测技术简介 (3)2-2 PID调节规律及方法 (3)第三章仪表选型及一些仪表介绍 (3)3-1转子流量计 (3)3-2 FIELDVUE DVC2000系列数字式阀门控制器 (3)3-2 SITRANS压力变送器 (3)第四章DCS系统简介 (3)4-1 霍尼韦尔DCS系统简介 (3)4-2 霍尼韦尔DCS软、硬件简介 (3)4-3 DCS系统软硬件的组态与连接 (3)4-4 DCS在压缩机上的应用 (3)结论 (3)参考文献 (3)第一章序言1-1设计背景半个多世纪以来，自动化仪表经历了从气动液动仪表、电动仪表、电子式模拟仪表、数字智能仪表，到计算机集散控制系统(DCS)等发展阶段，为各行各业的现代化大规模生产提供了强大的支持。
近年来，随着网络通信等相关技术的快速发展，自动化仪表正处于一场意义重大的变革中，以仪表的全数字化、开放化、网络化为特征的现场总线控制系统(FCS)正在迅猛发展。
自动检测与仪表考纲
千里之行，始于足下。
课程内容与考核目标
第一章检测技术的基本概念
第三章电阻式传感器
1、领略：电位器式传感器、电阻应变片式传感器、测温热电阻传感器、气敏电阻传感器及湿敏电阻式传感器的基本结构和特点。
2、控制：电位器式传感器、电阻应变片式传感器、测温热电阻传感器、气敏电阻传感器及湿敏电阻式传感器的测量原理。
3、熟练控制：电位器式传感器、电阻应变片式传感器、测温热电阻传感器、气敏电阻传感器及湿敏电阻式传感器的测量主意和应用。
第四章电感式传感器
1、领略：自感式传感器种类和电感式传感器在工业自动化检测中的应用。
2、控制：自感式传感器的测量原理和转换电路，差动变压器式传感器的工作原理、主要性能和测量电路。
第五章电涡流式传感器
1、领略：电涡流式传感器的工作原理、结构及特性。
2、控制：电涡流式传感器的测量转换电路。
3、熟练控制：电涡流传感器在位移测量、转速测量、厚度测量、探伤和临近开关等方面的应用。
第六章电容式传感器
1、领略：电容式传感器的工作原理、结构形式和应用特点。
2、控制：控制电容式传感器的测量与转换电路，以及电容式传感器在振动、压力、位移、流量等物理量的测量和电容式临近开关等方面的应用。
1、领略：压电效应现象，石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材料的压电效应，压电材料的应用特点。
2、控制：压电式传感器测量转换电路及应用。
第 1 页/共 1 页。
自动检测技术第3版第1章基础知识
精度低，但简单迅速。
线圈
圆柱形
铁心
指针
永久磁铁 旋转弹簧
2.零位式测量
调节已知标准量与被测量达到平衡状 态（相等），读取标准量作为被测值。
特点：测量装置中有标准量具（如天平 的砝码、电桥的标准电阻），测量过程是 将被测量与标准量具比较，在平衡或指针 指零时，读取标准量具的大小。
1.接触式测量 2.非接触式测量
按被测对象的变化特点分类
1.静态测量：被测量不随时间变化或变化缓慢， 测比较稳定的量值。
2.动态测量：被测量随时间变化，测变化过程。
按获得测量结果的方式分类 1.偏差式测量
2.零位式测量
3.微差式测量
1.偏差式测量
利用测量仪表指针对于刻度初始点的 偏移来读出被测量的的测量方法。如万用 表测量。
精度等级
测量仪表均具有精度等级。
二．动态特性
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的 输入量的响应特性。
当被测量随时间变化,是时间的函数时, 则传感 器的输出量也是时间的函数,其间的关系要用动特 性来表示。 一个动态特性好的传感器, 其输出将再 现输入量的变化规律, 即具有相同的时间函数。实 际上除了具有理想的比例特性外, 输出信号将不会 与输入信号具有相同的时间函数,这种输出与输入 间的差异就是所谓的动态误差。
m 为实测直线与拟合曲 线的最大偏差。
Y FS 为输出满量程值。
线性度定义：
Ef
m 100% YFS
分辨力
指传感器能检出被测信号的最小变化量。当被测 量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化 无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附 加说明，可以认为该表的最后一位所表示的数值 就是它的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于 仪表的最大绝对误差。
自动检测课后习题答案
第一章检测技术的基本知识思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器： C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
自动检测技术及仪表-课后作业
《自动检测技术及仪表》课后作业第一章：绪论1. 实现自动化的目的和方法是什么？2. 自动化的主要内容有哪些？3. 自动化仪表的发展过程中，我国仪表经历了哪几个阶段？4. 自动检测技术的发展趋势是什么？5. 自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是什么？第二章：检测仪表系统的构成原理1. 检测的基本方法有哪些？其特点是什么？如何确定检测方法。
2. 检测仪表系统的信号选择方法有哪能些？3. 提高仪表检测精度的方法.有哪能些？4. 简述变送器的基本构成及理想输入输出特性，写出其输入输出表达式。
5. 分别简述模拟式变送器、数字式变送器的构成原理，二者的输出信号有何不同？6. 何谓变送器的零点调整、量程调整和零点迁移？它们的作用各是什么？模拟变送器和数字变送器各是如何实现量程调整的。
第三章：测量误差及仪表的性能指标1.测量误差是如何分类的，产生测量误差的主要原因是什么。
2.掌握测量误差的目的是什么。
如何分析和处理测量误差。
3.仪表性能指标的定义；仪表三项性能指标的确定方法；4.附加题：①一台温度变送器当输入信号从100℃变到900℃时，输出信号由4mA上升至20mA，求此台仪表的灵敏度。
②测量80mA的电流信号，要求最大误差小于1.2mA，下列仪表选哪台合适？给出理由。
(a)、1.0级0~200mA ；(b)、1.0级0~100mA ；(c)、1.5级0~100mA。
第四章：过程参数检测技术1.检测过程参数的作用是什么？工业上常见的过程参数主要有哪些？2.过程参数的测量方法有哪些？如何考虑选用测量方法。
3.传感器、变送器的作用各是什么？二者之间有什么关系？4.构成检测系统的仪表在信号传递时，要考虑哪些问题，解决方案有哪些。
5.有一台DDZ-III型两线制差压变送器，已知其量程为20～100kPa，当输入信号为40kPa和70kPa时，变送器的输出信号分别是多少？6.自动检测系统的设计方法和原则。
7.自动化仪表的种类及作用是什么？信号制有哪些？8.常用的国际标准信号制是什么内容？HART通讯协议内容是什么？9.画系统流程图的目的是什么？流程图的表达方式有哪些？4-1温度测量及变送 P56-T3、4、5、6、7P161-T1、2、84-2压力测量及变送 P68-T2、8、10、11、124-3流量测量及变送 P98-T1、5、6、13、154-4物位测量及变送 P103-T3、5、6第五章：现代检测技术（从以下补充可选作业中选择做5题）P217-T3、5、7P233-T4、9、10P239-T1、3、4、5P248-T1、2P263-T1、2P272-T1、3、4、6----------本学期需要完成的作业共计50题。
仪表基础知识
第一章自动检测技术及仪表概述§1-1 关于测量的概念根据国际通用计量学基本名词的推荐“测量是以确定量为目的的一组操作”。
这里的量值均指物理量而言。
对于每一个物理量仅仅是一些物理对象共有的定性性质, 例如温度、质量、长度等等。
每一物理量代表了一定的物理对象的某一方面性质, 而更具体的说, 每个量又有它的定量性质如温度高低、质量大小、长度长短等等。
测得的物理量值是一个名数, 它由表示物理量的数值和物理量的单位组成。
同一物理量, 由于所选择的单位不同, 得到测量结果的数值也不同。
因此, 在给出测量值大小的同时一定要给出所用的测量单位。
§1-2 测量方法测量方法是完成测量任务所采用的手段。
一般是根据给定的原理规定出在测量中所涉及的运算和实际操作。
在测量过程中由于测量对象、测量环境、测量参数不同, 采用着各式各样的测量仪表和测量方法。
1. 简单测量当选用适当的测量仪表即可直接完成测量任务, 即可测得足够精度的被测物理量的大小时, 常把这种测量称为简单测量。
2. 直接测量任何测量都包含不同的简单测量。
如果在测量过程中只包括一项简单测量和只根据一些已知数据对测量结果运算就可以得到被测物理量的大小, 常把这种测量称为直接测量。
3. 间接测量如果对被测物理量的测量包括两个或两个以上的简单测量, 或包括根据若干直接测量结果来计算出最后测量结果, 这种测量称为间接测量, 也叫非直接测量。
§1-3 测量仪表的性能指标仪表运行特性通常分为静态特性和动态特性两大类。
一、测量仪表的静态特性（一）精确度与精确度有关的指标有三个: 精密度、正确度和精确度等级。
1. 精密度它说明测量仪表表示值的不一致程度。
即对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下, 由同一测量者用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次, 其测量结果的不一致程度。
2. 正确度它说明表示值有规律地偏离真值大小值的程度。
3. 精确度它是精密度和正确度两者的总和, 即测量仪表给出接近于被测真值的能力。
自动化仪表作业及答案参考
第一章：作业：1.DDZ 和QDZ 的信号传输标准，DCS 和FCS的名词解释2.某压力表刻度0～100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，求在50kPa处仪表示值的绝对误差、示值相对误差和示值引用误差？3.某台测温仪表的测温范围为－100～700℃，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为＋5℃，试确定该仪表的精度等级。
4.某台测压仪表的测压范围为0～8MPa。
根据工艺要求，测压示值的误差不允许超过±0.05 MPa，问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？5.某待测电流约为100mA,现有0.5级量程为0~400mA 和 1.5级量程为0~100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量比较好？6.某DDZ-Ⅲ型温度变送器测量范围是300-700℃,当温度由400℃变化到600℃时,变送器的输出如何变化？7.差压变送器的量程为0~100 KPa，现负迁移50%，仪表的量程和测量范围分别为？答案：1.QDZ信号标准：20kPa~100kPaDCS: 集散控制系统FCS：现场总线控制系统2.3.4.5.解：用0.5级量程为0~400mA 电流表测100mA 时，最大相对误差：用1.5级量程为0~100mA 的电流表测100mA 时，最大相对误差：说明选择合理的量程，即使用1.5级表也可以比0.5级表准确。
6. 8mA ~16mA7. 仪表的量程为100Kpa 仪表的测量范围为-50~50Kpa第二章：作业：课后2，4，5，6，7，8，9，11，19，202-2 用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？2-5由K 分度号热电偶(包括补偿导线)、冷端温度补偿器和配K 分度号的动圈仪表组成一个温度检测系统，测量显示782℃，此时室温为32℃，后来发现所用的冷端补偿器型号为S ，与K 分度号热电偶不配套，则实际温度？2-6 用K 型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV ，冷端（室温）为25C ，求设备的温度？如果改用E 型热电偶来测温，在相同的条件下，E 热电偶测得的热电势为多少？1400%0.5%2%100m x X S x γ=⨯=⨯=2100% 1.5% 1.5%100m x X S x γ=⨯=⨯=2-12某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.1~1.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐内压力的 5％，试选择一台合适的压力计(类型、测量范围、精度等级)，并说明其理由。
热工仪表知识
粘度、易燃易爆程度等； 必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电
磁场、振动等。
压力计的选用
高炉料罐压力使用
粒化渣冷水池使用
喷煤车间废气压力使用
高炉除尘液压站使用
压力变送器接线图
第三章 流量测量仪表
涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：
用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存 在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、 三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为 3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管 道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损 失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。 因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使 用越来越受到人们的青睐。
一体式电磁流量计
分体式电磁流量计（高炉工业水 流量计）
电磁流量计接线图
第六节：阿里巴流量计
阿里巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一 种新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感器 处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传 统的流量仪表。
一体化差压式流量计（喷煤车 间N2总管流量计）
流量孔板（高炉炉顶氮气总 管流量计）
第三节：转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由 下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用 下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示 流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业 上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃 材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材 质的转子流量计。
自动检测技术及应用第一章
本章学习测量的基本概念、测量方法、 误差分类、测量结果的数据统计处理、测量 不确定度，以及传感器的基本特性等，是检 测技术的理论基础。
第一节 检测技术的基本概念及方法
静态测量
2015/12/6 Sunday
2
对缓慢变化的对 象进行测量亦属于静 态测量。
最高、最低 温度计
Lmax L 100% ymax ymin
作图法求端基线性度演示
首先作一根理论直线——将仪表输出起始 点与满量程点连接起来的直线。
2015/12/6 Sunday
47
可靠性 ：可靠性是反映检测系统在规
定的条件下，在规定的时间内是否耐用的一 种综合性的质量指标。 磨合期又称 早期失效期 稳定期又称 偶然失效期 失效期又称 衰老失效期
测量转换电路的作用是将传感元件输出 的电参量转换成易于处理的电压、电流或频 率量。 在左图中，当电 位器的两端加上电源 后，电位器就组成分 压比电路，它的输出 量是与压力成一定关 系的电压Uo 。
2015/12/6 Sunday 38
分压比电路的计算公式如下：
对圆盘式电位器来说，Uo 与滑动臂的旋转角度成正比：
测量不确定度的分类
为了正确地评定测量结果的不确定度，应 全面分析影响测量结果的各种因素，仔细列出 测量结果的所有不确定度来源。 不确定度评定得太大，会造成资源浪费， 评定得太小，将影响工程质量。在完成不确定 度的分析和评定后，应给出不确定度报告 。
测量不确定度的来源
①对被测量的定义不完善；②被测量定义复 现的不理想；③被测量的样本不能代表定义的 被测量；④环境条件对测量过程的影响考虑不 周，或环境条件的测量不完善；⑤模拟仪表读 数时人为的偏差；⑥仪器分辩力或鉴别阈不 够；⑦赋予测量标准或标准物质的值不准；⑧ 从外部来源获得并用以数据计算的常数及其他 参数不准；⑨测量方法和测量过程中引入的近 似值及假设；⑩在相同条件下被测量重复观测 值的变化等 。
《测量仪表及自动化》课程学习
主讲内容 第十二章 被控对象动态特性 第二节 描述对象特性的参数 第十三章 自动调节系统的基本概念 第一节 自动调节系统的组成和分类 第二节 第三节 自动调节系统的过渡过程和品质指标 对象特性对控制质量的影响
无视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
《测量仪 化》课
第五章 温度测量与变送 第一节 概述 第二节 第三节 膨胀式温度计 热电偶温度计
《测量仪表及自动化》课程学习
课时 第二十一讲 第二十二讲 第二十三讲 第二十四讲 第二十五讲 第二十六讲 第二十七讲 第二十八讲 第二十九讲 第三十讲 第四节 第五节
主讲内容 热电阻温度计 测温元件安装
无视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
第六章 显示仪表 第一节 概述 第二节 第三节 第四节 第二篇 第八章 自动电子电位差计 自动平衡电桥 微机化显示仪表
过程控制仪表 调节规律 积分和比例积分调节规律 微分和比例微分调节规律 比例积分微分调节规律
主讲内容 第三章 物位测量及变送 其他物位计 第四章 流量测量及变送 第一节 概述 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 差压式流量计 靶式流量计 容积式流量计 转子流量计 其它流量计
无视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
视频版下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载 下载
第十四章 简单调节系统 第一节 自动调节系统的组成和分类 第二节 调节器参数的工程整定 第三节 系统投运 第十五章 复杂控制系统 第一节 串级控制系统 第二节 第三节 第四节 均匀控制系统 比值控制系统 前馈控制系统
自动检测技术第一章复习题(附答案)
第一章检测技术的基础知识一、填空题1．传感器一般由、和三部分组成。
（敏感元件；转换元件；转换电路）2．传感器中的敏感元件是指被测量，并输出与被测量的元件。
（直接感受；成确定关系的其它量）3．传感器中转换元件是指感受由输出的、与被测量成确定关系的，然后输出的元件。
（敏感元件；另一种非电量；电量）4、直接测量方法中，又分、 和。
（零位法 偏差法 微差法）5、零位法是指与在比较仪器中进行 ，让仪器指零机构 ，从而确定被测量等于。
该方法精度。
（被测量 已知标准量 比较 达到平衡/指零 已知标准量 较高）6、偏差法是指测量仪表用相对于 ，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7、微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行 ，不足部分再用测出。
（零位法 偏差法 已知标准量 比较 偏差法）9、测量仪表的精确度简称 ，是和的总和，以测量误差的来表示。
（精度 精密度 准确度 相对值）10、显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。
（最小变化） 2．通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。
（静态特性；动态特性）3．传感器静态特性的主要技术指标包括、、、、和。
（线性度；灵敏度；灵敏度阈；迟滞；重复性）5．传感器线性度是指实际输出-输入特性曲线与理论直线之间的与输出。
（最大偏差；满度值之比）6．传感器灵敏度是指稳态标准条件下，与之比。
线性传感器的灵敏度是个。
（输出变化量；输入变化量；常数）7．传感器迟滞是指传感器输入量增大行程期间和输入量减少行程期间，曲线。
（输入-输出；不重合程度）8．传感器的重复性是指传感器输入量在同一方向（增大或减小）做全程内连续所得输出-输入特性曲线。
（重复测量；不一致程度/重复程度）9．传感器变换的被测量的数值处在状态时，传感器的的关系称传感器的静态特性。
（稳定；输入-输出）二、单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为 C 级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于 0.9%，应购买 B 级的压力表。
1-3 自动化仪表基础知识
在测量系统中，当被测量随 时间变化时，在测量信号的转换 和传递过程中，会遇到各种运动 惯性和时间上的滞后，使得表示 值（输出量）在时间上不能与被 测量的实际值（输入量）精确吻 合。
3-4 基本技术指标
1 量程 量程：该仪表按规定的精度进行测量 的被测变量的范围。 测量下限：测量范围的最小值，简称 下限。 测量上限：测量范围的最大值，简称 上限。
按使用能源分：
液动仪表、气动仪表和电动仪表 按结构形式分：
基地式仪表、单元组合式仪表和 组装式仪表等
按信号类型分： 模拟式仪表和数字式仪表
按单元组合方式分： 气动单元组合仪表和电动单元组 合仪表
标准信号:
气动控制仪表：0.02～0.1MPa 的模拟气压信号，作为仪表间
的标准联络信号。
电动控制仪表：
2 1 100% 2% 100 0 2 2 100% 1% 300 100
一台仪表的精度等级为2.5级，而另一 台仪表的精度等级为1级。
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。
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
(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。
max
(完整版)自动检测题库(最终版)
第一章检测技术的基础知识一、填空题1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息变换以及信息办理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。
2．一个完好的检测系统或检测装置往常由传感器、丈量电路和输出单元及显示装置等部分构成。
3．传感器一般由敏感元件、变换元件和变换电路三部分构成，此中敏感元件是必不行少的。
4．在采纳仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的地区。
5．正确度表征系统偏差的大小程度，精细度表征随机偏差的大小程度，而精准度则指正确度和精细度的综合结果。
6．仪表正确度等级是由系统偏差中的基本偏差决定的，而精细度是由随机偏差和系统偏差中的附带偏差决定的。
7．若已知某直流电压的大概范围，选择丈量仪表时，应尽可能采纳那些其量程大于被测电压而又小于被测电压倍的电压表。
（因为 U≥2/3Umax）8．有一温度计，它的量程范围为0～ 200℃，精度等级为0.5 级。
该表可能出现的最大偏差为1℃，当丈量100℃时的示值相对偏差为1%。
9．传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量变换成与之拥有必定关系的电量。
10．传感器一般由敏感元件和变换元件两部分构成。
11．某位移传感器，当输入量变化5mm 时，输出电压变化300mv ，其敏捷度为60 mv/mm。
二、选择题1．在一个完好的检测系统中，达成信息收集和信息变换主要依赖A。
A ．传感器B ．丈量电路C．输出单元2．构成一个传感觉器必不行少的部分是B。
A ．变换元件B ．敏感元件C．变换电路D．嵌入式微办理器3．有四台量程均为0-600 ℃的丈量仪表。
今要测一约为500℃的温度，要求相对偏差≤ 2.5%，采纳精度为D的最为合理。
A ．5.0 级B．2.5 级C．2.0 级D． 1.5 级4．有四台量程不一样，但精度等级均为 1.0 级的测温仪表。
今欲测250℃的温度，采纳量程为C的最为合理。
A ．0～ 1000℃B． 300～ 500℃C． 0～300℃ D ． 0～ 500℃5．某采买员分别在三家商铺购置100kg 大米、 10kg 苹果、 1kg 巧克力，发现缺乏约，但该采买员对卖巧克力的商铺建议最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要要素是Ｂ。
自动检测原理第1章
X 0 X x X C
修正值与示值的绝对误差数值相等，但符号相反，即
C x X 0 X
2．相对误差
检测系统测量值（即示值）的绝对误差 △x与被测参量真值Xo的比值，称为检测系统 测量值（示值）的相对误差，常用百分数表示， 即 X X0 x
X0 100% X0 100%
4、测量精度
测量精度可细分为准确度、精密度和精确度。 （1）准确度。表明测量结果偏离真值的程度，它反映
系统误差的影响，系统误差小，则准确度高。 （2）精密度。表明测量结果的分散程度，它反映随机 误差的影响，随机误差小，则精密度高。 （3）精确度。精确度反映测量中系统误差和随机误差 综合影响的程度，简称精度。精度高，说明准确度与 精密度都高，意味着系统误差和随机误差都小。
1.1.3 检测技术的发展趋势
（1）不断提高检（2）应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域。 （3）采用微型计算机技术，使检测技术智能化。 （4）不断开发新型、微型、智能化传感器，如智 能传感器、生物传感器、高性能集成传感器等。 （5）不断开发传感器的新型敏感元件材料和采用 新的加工工艺，提高仪器的性能、可靠性，扩大 应用范围，使测试仪器向高精度和多功能方向发 展。
传感器的动态特性。 （1）一阶检测系统的时域特性 设一阶检测系统的传递函数为 当输入一个单位阶跃信号 时，系统的输出信号为:
k H ( s) s 1
y(t ) k (1 e ）
1
根据检测系统的输出特性曲线，可以选择以下
几个特征时间点作为其时域动态性能指标：
1）时间常数：输出由零上升到稳态值的63%所需的时
x max 100% L
《检测仪表基本知识》PPT课件
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解：
1 8m 0.08%
L1 10mm
2 0.005 0.00625%
T2
80
∴测温试验的精度高。
17
2020/4/5
测控教研室
➢引用误差
引用误差：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： (5-5.02)/20=-0.1%
测量 （Measurement)是借助专门的技术和仪表设备，
采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。
4
2020/4/5
测控教研室
本章主要内容
典型的检测仪表控制系统及工业检测仪表控 制系统的一般结构 检测和仪表中常用的基本性能指标 测量范围、上下限、量程；零点迁移和量程迁 移；灵敏度和分辨率；误差；精确度；滞环、 死区和回差 检测仪表技术发展趋势
特性曲线。线段2为零点迁移 段的斜率有所变化。
后的测量特性。二者斜率相同。零点迁移与量程迁移并存的
可见，零点迁移至-2cm，而 量程不变。
情况较多，可扩大仪表的通 用性。
1.2.3 灵敏度和分辨率
灵敏度：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。在稳态条件下即
➢绝对误差和相对误差
绝相对对误误差差：：常绝用对百误分差数=示表值示-，约即定真值。相对精误度差越越高小，
相对对误
绝对误差 约定真值
16
2020/4/5
测控教研室
相对误差可用来比较测量不同的被测量的精度高低。
例如：测量L1=10mm的尺寸，误差δ1=±8μm
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）
一者取消参加期末考试资格。 成绩评定：平时成绩10%，期末考试成绩
90%。
2
2020/4/5
测控教研室
本课程的主要内容
本课程是关于过程参数检测和自动化 仪表系统的基础理论和应用技术的知 识。共分为三个部分： 1、基础知识引论 2、过程参数检测技术 3、仪表系统分析
3
2020/4/5
测控教研室
第一篇 基础知识引论
1.1检测仪表控制系统
1.1.1 典型的检测仪表控制系统
下面以天然 气脱硫的过程为 例，来了解一下 典型检测仪表控 制系统。在这个 系统中需要控制 的参数分别为压 力、液位和流量， 这将构成PC、 LC、FC三个单参 数调节系统。
其中PC的作用是实现对天然气压力的调节，对
于实现压力调节的单参数控制子系统PC，结构框
21
2020/4/5
测控教研室
1.2.6 滞环、死区和回差
滞环：元件具有储能效应造成。
死区效应：也叫不灵敏区。仪表内部的某些单元具有死
区效应所造成
回差：亦称变差，或来回变差。当
变差 量程
允许误差时，被检表合
格
22
2020/4/5
测控教研室
1.2.7 重复性和再现性
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。
变送单元完成对被测变量信号的转换和传输。 调节单元完成调节控制规律的运算。 执行单元是实现控制的执行机构，接收控制信号驱动执行机
构调节被控变量 显示单元是控制系统的附属单元。
1.2 基本概念
1.2.1 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：下限值～上限值。
➢最大引用误差
最大引用误差
最大绝对误差 量程
➢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。
18
2020/4/5
测控教研室
➢误 差 误差=基本误差+附加误差
基本误差：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。
附加误差：仪表在超出规定的工作条件工作时， 所产生的额外的误差。
➢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。即仪表的稳态误 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。
19
2020/4/5
测控教研室
1.2.5 精确度
仪表的精确度：允许的最大引用误差去掉百分号 和±号后的数字来衡量的。例如：某仪表的最大 引用误差为-0.5%，则其精度等级为0.5级。
又例如：某秤测量范围为：0～100公斤，则 量程为100公斤，秤的上下限分别为：100公 斤、0公斤
12
2020/4/5
测控教研室
1.2.2 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。
•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。
仪表的量程：是测量上限与下限值的代数差， 即：量程=测量上限值-测量下限值
记为： L L上 L下
11
2020/4/5
测控教研室
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。
再现性：再现性包括滞环和死 区，它是仪表实际上升曲线和 实际下降曲线之间离散程度的 表示，常取两种曲线之间离散 程度最大点的值来表示，如图 1-10中所示。
重复性是衡量仪表不受随机因 素影响的能力；再现性是仪表 性能稳定的一种标志。
23
2020/4/5
测控教研室
1.2.8 可靠性
可靠度：表征仪表可靠性的尺度有多种，最基本的是可靠
可见：在无特殊条件要求下，常规工业检测 仪表控制系统的构成基本相同，而与具体采用的 仪表类型无关。
1.1.2 检测仪表控制系统结构分析
闭环回路控制系统
被控（被测）对象是控制系统的核心，它可以是单输入单输 出对象，也可以是多输入多输出。
检测单元是控制系统实现控制调节作用的基础，它完成对所 有被测变量的直接或间接测量。
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）
13
2020/4/5
测控教研室
直
cm
尺
显 示
10
长 度
2
1 2
仪
表
显 迁移前
示 值
迁移后
-2 0
8 10
cm
被测量真实值
被测量真实长度
上图为典型的单纯零点迁移情 上图为单纯量程迁移的示意 况。线段1为原来直尺的测量 图。量程迁移前与迁移后线
检测技术及自动化 仪表
自动控制系
测控技术与仪器教研室 主讲人：卢艳军
课程说明及课程要求：
教材：张毅、张宝芬等编著《自动检测技术及 仪表控制系统》化学工业出版社 2005.3
该课程为学科基础课，考核方式：闭卷考试。 学时分配：理论教学48学时，同时设置单列
实验8学时。 考勤缺席三分之一者或作业不完成超过三分之
15
2020/4/5
测控教研室
1.2.4 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。
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。
灵敏度
输出变化量 输入变化量
Y X
可见量程迁移灵敏度 的改变；零点迁移则
灵敏度不变。
灵敏度的特点： 灵敏度有量纲，
灵敏度具有可传递性：
仪表分辨率（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。
思考题：灵敏度与分辨率的关系。
度。它是衡量仪表能够正常工作并发挥其功能的程度。有 效度：另一个表示仪表可靠性的综合指标是有效度。
有效度
平均无故障工作时间 平均无故障工作时间 平均故障修复时间
平均无故障工作时间为正常工作时相邻两次故障时间间隔 的平均值；
平均故障修复时间指仪表修复所用的平均时间。
还有一些需要考虑的因素：漂移、上升时间等
图如图1-2所示：
实现调节规 律计算
压力参数检测，实 现检测信号转换和
传输
实现被控 量控制
7
2020/4/5
测控教研室
同理，流量调节控制子系统FC的结构框图 如图1-3所示：
实现安全火 花防爆
检测流量并对检 测信号进行转换
和传输
图1-3 脱硫塔流量控制系统结构框图
8
2020/4/5
测控教研室
由此可见：无论是压力还是流量调节控制，都 需要进行参数检测及信号转换和传输的单元—— 变送单元；需要实现调节控制规律的单元——调 节单元；需要实现被控变量控制作用的单元—— 执行单元；这样才能完成一个参数调节的全过程。
漂移：保持输入信号不变时，输出信号随时间或温度的缓 慢变化。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。
24
2020/4/5
测控教研室
响应时间：当仪表输入阶跃变化时，输出从一个稳