检测仪表基本知识
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内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
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从信息论角度什讲么，检是测检就是测获？得信息的过程。
在科研、生产和军事等领域，检测是必不可少的过程。 检测就是去认识
进行比通较常，所找讲出的检被检测测测是参是认数指识的使量自用值专然或门界判的的定工主被具要测，参手通数过段的实有验无和。计算，
引起的。 处理方法：可更换元器件、零部件或通过不断
校正加以克服和消除。
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5、按误差测试的条件分类
(1)基本误差 在规定的工作条件下（如温度、湿度、电源电压等一定），
仪表本身具有的误差。可用最大引用误差表示其大小 仪表的精度等级在数值上反映基本误差的大小。 (2)附加误差
当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误差。
检测的过程就是用敏感元件将被测参数的信息转换成 另一种形式的信息，通过显示或其它形式被人们所认知。
Л.И.МенДелеев
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W.Von.Siemens
1.1 测量的概念
一、测量过程
★ 测量：以确定量程为目的，用试验方法将
被测参数的量值（被测量）与标准量的量值作 比较，确定出被测量的大小。 如：用精度为0.5级，量程为0-300毫米的直尺 以毫米为单位测量物体的长度，若测得物体长 度为60毫米，相应最大误差是多大？若测得物 体长度为200毫米呢？
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1.3 检测仪表的组成与分类
1、检测系统中的常见信号类型
作用于检测装置输入端的被测信号，通常要转换成以下几 种便于传输和显示的信号类型
1.位移信号 2.压力信号 3.电气信号 4.光信号
χ——仪表指示值 T ——被测量的真值
由于真值无法得到
x x0
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值
另一种表示方法：测量值±绝对误差。如1000℃ ±1℃
概 述 第10页/共50页
相对误差 用来说明测量精度的高低。
实际相对误差： 绝对误差与实际值（或测量值）的百分比。
x x0 xx
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2、零位法测量 在测量过程中，用指零仪表（如检流计）的零位指示测 量系统的平衡状态。用已知的基准量决定被测量。
例如用惠斯登电桥测量电阻，天平称重也是这个道理。
只要零指示器的灵敏度足够高，零位法测量的准确度几乎 等同于标准量的准确度，因而测量准确度很高。
是常用于在实验室和做精密测量的一种方法。 不足: 平衡状态，需要进行反复调节，即使采用一些自动平衡
温度计、标准仪器、测试带（语音、图象） （4）、标称值 测量器具上所标定的数值。灯泡：220V100W 标称值并不一定等于他的真值或实际值
（5）、示值/测量值(X) 由测量器具指示的被测量的值。
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3、误差的表示方法
绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的 差值，即 X T
x x0 或 xI xt
x0
x0
xt
概 述 第11页/共50页
引用误差(相对百分误差)
—绝对误差与量程的百分比
x x0 标尺上限值 标尺下限值
100 %
x Sp
100 %
δ——引用误差 SP ——仪表量程
■ 最大引用误差(满度误差)—用于确定仪表的精度
max
X max Y
100%,
Y Ymax Ymin
概 述 第12页/共50页
4、按误差出现的原因分类
(1)系统误差 在一定测量条件下，测量值中含有不变或按一定规律变
化的误差。其大小和方向均不会改变。主要由仪表本身的 缺陷，观测者的习惯或偏向等因素产生。
系统误差越小，测量就越准确 (2)随机误差
有很多复杂原因的微小变化的总合所引起的误差。 可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
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★ 测量方法---按照测量原理分类
1、偏差法测量 用测量仪表的指针相对于刻度初始点的位移（偏差）来直 接表示被测量的大小。在经过校准的仪器仪表上读取数值 特点 它是以间接的方式实现被测量与标准量（校准结果）
的比较。 例如用电磁式仪表，测量电路中的电流、电压，就 属于偏差式测量。
这种测量方法过程直观、方便、简单、迅速，但是精 度较低、量程窄。
技术，检测速度仍然较慢，因此测量时间过长，不适用 于快速变化的信号。
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3、微差法测量
偏差测量法和零位测量法相结合。 它通过测量被测量与标准量之差（通常这个差值很小）来 测得被测量的值。
被
P
标
测
准
量
差值δ
量
X
S
wenku.baidu.com
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1.2 测量误差及处理
1、误差公理 在实际测量中，由于测量设备不准确，测量方法不完善、测 量程序不规范及测量环境因素的影响，都会导致测量结果或多 或少地偏离被测量的真值。 “一切测量都有存在，误差自始至终存在于所有科学实验中” 这就是误差公理。 2、示值的表示
（1）、理论真值 测量本身所具有的真正的值。如三角形的内角和等于180度 真值是个理想的概念，一般是很难知道的。(制图中不允许 标注“封闭”尺寸) （2）、指定（约定）真值 计量部门指定的值。如标准法码的重量、标准尺等。
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（3）、实际值/相对真值 上一级标准表所体现的值当作准确无误的值。如：标准
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★ 测量方法---按照测量方式分类
1、直接测量 用标定的仪器、仪表进行测量，从而直接测得待测量的数值
优点：测量过程简单迅速。 缺点：测量精度不高。 2、间接测量 被测量本身不易直接测量，但可以通过与被测量有一定有关系 的其他量（一个或几个），来求出被测量的数值。 例如测量某固体的密度时，可以通过称重、量出其几何尺 寸，计算出体积，再计算密度。 这种方法是工程上广泛采用的方法
它表现测量结果的离散性，随机误差越小，精密度越高。 如果一个测量结果的随机误差和系统误差均很小，则表明该测 量既精密又正确即精确。
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(3)粗大误差（疏忽误差）
由于人为的原因和环境干扰等原因使测量结果显 著偏离其实际值所造成的误差，如果确属粗大误差， 该值应舍去不用。
(4)缓变误差
特点：变化难以预测，且随时间发生变化 误差产生的原因：由仪表内部的元器件老化过程
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
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从信息论角度什讲么，检是测检就是测获？得信息的过程。
在科研、生产和军事等领域，检测是必不可少的过程。 检测就是去认识
进行比通较常，所找讲出的检被检测测测是参是认数指识的使量自用值专然或门界判的的定工主被具要测，参手通数过段的实有验无和。计算，
引起的。 处理方法：可更换元器件、零部件或通过不断
校正加以克服和消除。
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5、按误差测试的条件分类
(1)基本误差 在规定的工作条件下（如温度、湿度、电源电压等一定），
仪表本身具有的误差。可用最大引用误差表示其大小 仪表的精度等级在数值上反映基本误差的大小。 (2)附加误差
当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误差。
检测的过程就是用敏感元件将被测参数的信息转换成 另一种形式的信息，通过显示或其它形式被人们所认知。
Л.И.МенДелеев
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W.Von.Siemens
1.1 测量的概念
一、测量过程
★ 测量：以确定量程为目的，用试验方法将
被测参数的量值（被测量）与标准量的量值作 比较，确定出被测量的大小。 如：用精度为0.5级，量程为0-300毫米的直尺 以毫米为单位测量物体的长度，若测得物体长 度为60毫米，相应最大误差是多大？若测得物 体长度为200毫米呢？
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1.3 检测仪表的组成与分类
1、检测系统中的常见信号类型
作用于检测装置输入端的被测信号，通常要转换成以下几 种便于传输和显示的信号类型
1.位移信号 2.压力信号 3.电气信号 4.光信号
χ——仪表指示值 T ——被测量的真值
由于真值无法得到
x x0
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值
另一种表示方法：测量值±绝对误差。如1000℃ ±1℃
概 述 第10页/共50页
相对误差 用来说明测量精度的高低。
实际相对误差： 绝对误差与实际值（或测量值）的百分比。
x x0 xx
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2、零位法测量 在测量过程中，用指零仪表（如检流计）的零位指示测 量系统的平衡状态。用已知的基准量决定被测量。
例如用惠斯登电桥测量电阻，天平称重也是这个道理。
只要零指示器的灵敏度足够高，零位法测量的准确度几乎 等同于标准量的准确度，因而测量准确度很高。
是常用于在实验室和做精密测量的一种方法。 不足: 平衡状态，需要进行反复调节，即使采用一些自动平衡
温度计、标准仪器、测试带（语音、图象） （4）、标称值 测量器具上所标定的数值。灯泡：220V100W 标称值并不一定等于他的真值或实际值
（5）、示值/测量值(X) 由测量器具指示的被测量的值。
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3、误差的表示方法
绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的 差值，即 X T
x x0 或 xI xt
x0
x0
xt
概 述 第11页/共50页
引用误差(相对百分误差)
—绝对误差与量程的百分比
x x0 标尺上限值 标尺下限值
100 %
x Sp
100 %
δ——引用误差 SP ——仪表量程
■ 最大引用误差(满度误差)—用于确定仪表的精度
max
X max Y
100%,
Y Ymax Ymin
概 述 第12页/共50页
4、按误差出现的原因分类
(1)系统误差 在一定测量条件下，测量值中含有不变或按一定规律变
化的误差。其大小和方向均不会改变。主要由仪表本身的 缺陷，观测者的习惯或偏向等因素产生。
系统误差越小，测量就越准确 (2)随机误差
有很多复杂原因的微小变化的总合所引起的误差。 可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
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★ 测量方法---按照测量原理分类
1、偏差法测量 用测量仪表的指针相对于刻度初始点的位移（偏差）来直 接表示被测量的大小。在经过校准的仪器仪表上读取数值 特点 它是以间接的方式实现被测量与标准量（校准结果）
的比较。 例如用电磁式仪表，测量电路中的电流、电压，就 属于偏差式测量。
这种测量方法过程直观、方便、简单、迅速，但是精 度较低、量程窄。
技术，检测速度仍然较慢，因此测量时间过长，不适用 于快速变化的信号。
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3、微差法测量
偏差测量法和零位测量法相结合。 它通过测量被测量与标准量之差（通常这个差值很小）来 测得被测量的值。
被
P
标
测
准
量
差值δ
量
X
S
wenku.baidu.com
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1.2 测量误差及处理
1、误差公理 在实际测量中，由于测量设备不准确，测量方法不完善、测 量程序不规范及测量环境因素的影响，都会导致测量结果或多 或少地偏离被测量的真值。 “一切测量都有存在，误差自始至终存在于所有科学实验中” 这就是误差公理。 2、示值的表示
（1）、理论真值 测量本身所具有的真正的值。如三角形的内角和等于180度 真值是个理想的概念，一般是很难知道的。(制图中不允许 标注“封闭”尺寸) （2）、指定（约定）真值 计量部门指定的值。如标准法码的重量、标准尺等。
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（3）、实际值/相对真值 上一级标准表所体现的值当作准确无误的值。如：标准
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★ 测量方法---按照测量方式分类
1、直接测量 用标定的仪器、仪表进行测量，从而直接测得待测量的数值
优点：测量过程简单迅速。 缺点：测量精度不高。 2、间接测量 被测量本身不易直接测量，但可以通过与被测量有一定有关系 的其他量（一个或几个），来求出被测量的数值。 例如测量某固体的密度时，可以通过称重、量出其几何尺 寸，计算出体积，再计算密度。 这种方法是工程上广泛采用的方法
它表现测量结果的离散性，随机误差越小，精密度越高。 如果一个测量结果的随机误差和系统误差均很小，则表明该测 量既精密又正确即精确。
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(3)粗大误差（疏忽误差）
由于人为的原因和环境干扰等原因使测量结果显 著偏离其实际值所造成的误差，如果确属粗大误差， 该值应舍去不用。
(4)缓变误差
特点：变化难以预测，且随时间发生变化 误差产生的原因：由仪表内部的元器件老化过程