第3章 过程参数检测仪表

△
0 +1 -2 -4 +2 -2 -4 -5 0 +5 0
3.3 测量误差
解： ① m 5 oC X 1 0 0 0 oC ② Sm1000%0.5%精度为0.5 X ③ 2700.027
X 1000
④对于202℃ 这一点，读数相对误差
20.99%S(0.5% )
202
对于895℃ 这一点，读数相对误差
液体压力温度 计 蒸汽压力温度 计
响应速度较快，测量精度 高，适于低、中温度测量， 输出信号能远距离传送
铂电阻温度计 铜电阻温度计 热敏电阻温度 计
响应速度快，测量精度高， 线性度差，适于中、高温 度测量，输出信号能远距 离传送
N型、K型、E型、 J型、T型、B型 等
响应速度快，线性度差， 适于中、高温度测量，测 量精度易受环境影响
第3章 过程参数检测仪表
3.2 检测仪表工作特性
2.零点及迁移
零点：检测工作的起点。 ymin相对应的被测量最大值。
只与工作的起始点有关，而与量程和km无关。
代表仪器传递特性的平移。用xq表示。
xq =0 xq>0 xq<0
“零迁移” “正迁移” “负迁移”
3.3 测量误差---分类
按误差出现规律：
-20~600
接 触 式
热电阻 热阻效应 -200~850
热电偶 热电效应 -200~1800
非接 触式
辐射式
热辐射
100~3000
0.1~5 0.5~5 0.01~5 2~10 1~20
结构简单，响应速度慢， 适于就地测量
汞温度计 双金属式温度 计
具有防爆能力，响应速度 慢，测量精度低，适于远 距离传送
3.4 温度检测与变送---分类举例
低温辐射温度计
原理:由锗滤光片或锗透镜和半导体热敏电阻构成.
参数:接受波长为2~15μm的辐射能，测温范围为0~200℃。其 基本误差为±1%，响应时间为1s。
3.4 温度检测与变送---热电偶
热电偶------基于热电效应实现温度检测.
A
B
将两种不同材质的导体或半导线在其端点实现物理接触； 当回路两端温度不同时，回路中出现电势差。 热电偶产生的直流热电势与温度有准确的单值对应关系， 且幅值不超过几十毫伏。
3.3 测量误差
仪表灵敏度η： 仪表指针的线位移或角位移△α比位移对被测参数的变
化△X之比。
X
反映仪表对被测参数 变化的敏感程度。
提高灵敏度≠提高精确度！！ 放大标尺范围或减小分格值不能提高灵敏度，仪表精度！！
3.3 测量误差
例: ①圆形表用角位移：
量程0~200满量程指针超过 270℃
X 2207 oo C 001.3o5/oC
按误差出现原因： 按误差时间关系：
系统误差
随机误差
缓变误差（元件老化或漂移引起） 疏忽误差 粗大误差（刻度）
工具误差 方法误差
按误差本身：
绝对误差 相对误差 归算误差
静态误差
按仪表使用条件：
动态误差
基本误差 附加误差
3.3 测量误差---概念
真值：被测量的真实取值。
仪表读数
读数绝对误差： xxA
真实值（真值实际无法 测量，为标准测量值）
绝对零点 冰融点 水沸点
-459.67 -273.15
0
32 0 273.15
212 100 373.15
人体体温
100 37.5
F=1.8℃+32 K=℃+373.15
3.4 温度检测与变送---分类
类型 型式
原理 测温范围(℃) 准确度(℃)
特-200~650
压力表 式
压力
Sm100% X
注： ！！为减少仪表读数误差，仪表应尽量工作在量程的70%-80%。
3.3 测量误差
仪表精度等级： 按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。
例：某仪表的精度等级为1.5，则允许误差为±1.5%
精度等级常以一定符号内的数字标明，在仪表面上。 我国仪表精度等级为：
0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等 级数越小，精度越高。 校验用标准表多为0.1，0.2级； 工业现场多为0.4~0.5级。
辐射温度计 光电高温计 红外测温计
3.4 温度检测与变送---分类举例
膨胀式温度计---基于物体受热时产生体积膨胀.
双金属式温度计--用两种膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成螺 旋形。温度越高，产生的膨胀长度差越大，引起的弯曲角度越大。
指针
感温元件 保护管 指针轴 固定端
3.4 温度检测与变送---分类举例
②直线形表用角位移： 满量程移动距离40mm
4m 0 m 0.01 m3/m kPa
X 30k0p0
3.3 测量误差
有一支温度计，其量程范围为0~1000℃,精度为0.5级， 其标尺上、下限偏转角为270o。 求： ① △， △m ；②基本误差；③η
标准值 0 99 202 304 398 502 604 705 800 895 1000 测量值 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
产生原因：a. 被测参数到仪表之间经过转换时造成；
b. 使用条件不同. 处理方法： “校验”，即用精确度高的标准仪表和实测仪表，
在相同条件下，对同一参数测量，再做比较。
3.3 测量误差---概念
读数的相对误差：
A
x100% A
仪表的最大绝对误差 ：
xma xmax xA()
3.3 测量误差
仪表的相对误差“折含误差”S： 绝对误差相对仪表量程的百分比。
5 0.5%
895
3.4 温度检测与变送---概念
温度----表征物体冷热程度的物理量 处于同一热平衡状态的热力学系统，都具有共同的宏 观性质，则决定系统宏观热力学性质的变量为温度。
3.4 温度检测与变送---概念
温标：将温度数值化的一套规则和方法。
名称
华氏 摄氏 开氏
符号
F C T
单位
℉ ℃ K
辐射式温度计---根据物体的热辐射特性，物体的辐 射能通过光学系统中的透镜聚焦到检测元件，再通 过热敏元件或光敏元件将其转换成电信号，经过信 号处理电路，输出与被测温度相对应的响应信号， 从而实现对不同温度范围的测量。
3.4 温度检测与变送---分类举例
高温辐射温度计
原理:由光学玻璃透镜聚集能量，经硅光电池实现信号转换。 参数:测温范围为700-2000℃;基本误差在1500℃以下时为 ±0.7%，在1500℃以上时为1%;稳态响应时间小于1ms。 应用:高温测量。