过程参数检测概述.

在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程范围内 进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，对应于同 一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大绝对误 差和测量仪表量程之比的百分数来表示 ：
现有两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，其中一台仪表的测量范围是 0～100℃，另一台仪表的测量范围是0～200℃，试问这两台仪表能否满足 上述测量要求。
解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|△max|＝70×1％＝0.7℃ 测量范围为0～100℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|1＝100×0.5％＝0.5℃ 测量范围为0～200℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|2＝200×0.5％＝1.0℃
差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差 :

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max 最大绝对误差 ＝ 100% 量程 xmax xmin
仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工
作条件下允许的最大相对百分误差。 5
浙江大学信息学院控制系 检测仪表的主要性能指标
☆☆仪表的精确度等级☆☆
0.5 *100% 1.25% 40 0
因此该流量计必须选择1.0级的流量计 结论：
工艺要求得允许误差 ≥
仪表的允许误差 ≥ 校验所得到的相对百分误差
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☆☆仪表的精确度等级☆☆
—过程控制基础及应用—
例3：某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1％，
—过程控制基础及应用—
仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。 把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和“％”号，便可以用来确定仪表的精度等级。 目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有： 0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。 所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0.5％，以此类推。
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—过程控制基础及应用—
第3章 过程参数的检测

概述 压力检测 温度检测 流量检测 物位检测


成分和物性参数的检测
软测量技术简介
1
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—过程控制基础及应用—
3.1 概述
检测过程与测量误差
过程参数的一般检测原理 变送器的基本特性和构成原理 变送器的若干共性问题
通常非线性误差用实际测得的输入－输出特性曲线（也称为校准曲线）与理论 直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
仪 表 输 出 理论
f
max
测量范围上限－测量范围下限
100％
max
实际
被测变量
9
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变 差
—过程控制基础及应用—
浙江大学信息学院控制系 测量误差
测量误差——仪表测得的测量值
—过程控制基础及应用—
xi
与被测真值
xt
之差
xi xt
由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测 仪表（精度较低）和标准表（精度较高）在同一时刻对同一被测变量进行 测量所得到的2个读数之差。 即：
xi x0
2
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3.1.1 检测过程与测量误差
检测过程
参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。
被测 被测对象 变量 传感器 变送器 显示装置
参数检测的基本过程
传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量转 换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输出信号，如 mV、 V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。 由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要 经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如 0 ～ 10mA 、 4 ～ 20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检 测仪表称为变送器。 有些时候，传感器可以不经过变送环节，直接通过显示装置把被测量 显示出来。 3
一台测量范围 0 ～ 1000kPa 的压力测量仪表，其最大绝对误差 10kPa( 在整 个量程范围内)，另一台测量范围0～400kPa的压力测量仪表，其最大绝对
误差5kPa， 请问哪一台压力检测仪表的精度更高？
虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。 在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。 由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误
测量误差的几种表示形式：
x0——标准表读数
绝对误差
xi x0

100% 实际相对误差 1 xt
标称相对误差 2
100% x0
4
100% 相对百分误差 3 x x max min
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仪表的精确度
—过程控制基础及应用—
☆☆仪表的精确度等级☆☆
—过程控制基础及应用—
例1：某压力变送器测量范围为0～400kPa，在校验该变送器时测得的最大绝对误
差为—5kPa，请确定该仪表的精度等级。 解：先求最大相对百分误差

5 *100% 1.25% 400 0
去掉和%为1.25，因此该变送器精度等级为1.5级 例2：根据工艺要求选择一测量范围为0~40m3/h的流量计，要求测量误差不超过 0.5 m3/h，请确定该仪表的精度等级。 解：同样，先求最大相对百分误差
根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为0.5级，但只有测量范围是0～100℃ 的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
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非线性误差
—过程控制基础及应用—
在通常情况下，总是希望测量仪表的输出量和输入量之间呈线性对应 关系。测量仪表的非线性误差就是用来表征仪表的输出量和输入量的 实际对应关系与理论直线的吻合程度。
精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：
1.5
1.0
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。 精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级 数值一般大于等于0.5。 6
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