第三章检测仪表与传感器(概述)

例2
某台测温仪的测温范围为 0-1000 ℃。 根据工艺要求，温度指示值的误差不允 许超过±7℃，试问应如何选择仪表的 精度等级才能满足以上要求？
解：根据工艺要求，仪表的允许误差为
允1 07 0 0 0 10 % 00.7%
此数介于0.5-1.0之间，如选精度等级为1.0的仪 表，其允许误差为±1.0%，超过了工艺上允许 的数值，故应选的0.5级仪表。
DDZ-Ⅲ,转换为4~20 mADC
DDZ的发展阶段
DDZ-Ⅰ型——电子管为主要器件 DDZ-Ⅱ——晶体管为主要器件 DDZ-Ⅲ——集成电路为核心器件
电动仪表之间信号传输方式
进出控制室的传输信号—电流信号 控制室内仪表的联络信号—电压信号
一．测量过程与测量误差
1．测量过程
实质上是将被测参数与其相应的测 量单位进行比较的过程。
ma x54 00 010 % 00.8%
应选择0.5级的仪表才能满足要求
2.指示变差（恒定度）
正行程测量： 反行程测量：
指示变差：用同一仪表对相同的被测参数 值进行正、反行程测量时，得到的正反行 程指示值之差。
变差是衡量仪表重复性（复现 性）、稳定性的品质指标。
变差表示方法
仪 表 示 值 反行程
变送器 ：将所测得的工艺参数转换为 统一的标准信号，送往控制器或显示 仪表，则传感器就为变送器。
基本概念
单元组合仪表：将对参数的检测、控制、 显示等各部分分别做成只能完成某一种 特定功能而又能各自独立工作的单元仪 表，单元仪表之间用统一标准信号相互 联系。
QDZ中，转换为0.02~0.1Mpa DDZ中，DDZ-Ⅱ,转换为0~10 mADC
误差产生的原因
选用的仪表精确度有限，实验手段不 够完善、环境中存在各种干扰因素， 以及检测技术水平的限制等原因。
（2）相对误差（y）
某一点的绝对误差△与它的真实值xt （或x0）之比
y()xx0 xxt
x0
x0
xt
y——仪表在x0处的相对误差。 有正或负号，无量纲，用%表示。
二.测量仪表的品质指标
Δmax
正行程
变差最量 大程 绝范 对围 差 10值0% 被测参数
x正x反max10% 0 N
✦ 变差越小越好，恒定度越大。
✦原因：齿轮之间的间隙、传动部件之间 的磨擦、弹性件的滞后等。
✦ 注意：变差不能超过仪表的允许误差。
3．灵敏度与灵敏限（灵敏域）
灵敏度（S）:
反映仪表对被测参数变化的灵敏程度
第三章 检测仪表与传感器
Instrumentation and sensor
概述
§3.1概述 教学内容
• 测量过程与测量误差 • 仪表的性能指标 • 检测系统中常见的信号类型 • 检测系统中信号的传递形式 • 工业仪表的分类 • 检测方法及检测仪表的分类
基本概念
传感器：将工艺参数检测出并转换 为一定的便于传送的信号的仪表。
表示方法 S
x
△a
S越高，越灵敏
灵敏限: 能引起仪表指针发生动作的 被测参数的最小变化量。
注意：仪表的
灵敏限
1 2
允
分辨率（数字仪表）
仪表量程上最末一位改变一个数所表示 的被测参数变化量。
例
1. 七位数值电压表，在最低量程满度值为1V 时
2.某仪表为：□□□.□ ℃量程 0--999 ℃
一般表示符号
1.5
1.5
1.5
例1
某台测温仪的测温范围为 200-700 ℃校 验时得到的最大误 差为4℃，确定 该仪 表的精度等级。
解：该仪表的最大相对百分误差
max 量程范围
100 %
4 100 % 700 200
0.8%
因为0.5%＜0.8 % ＜1.0%，所以该仪表的精度 等级为1.0级。
小结
确定仪表的精度等级时，要求仪表的允许 误差应该大于或等于仪表校验时所得到的 最大相对百分误差；
根据工艺要求来选择仪表的精度等级时， 仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所 允许的最大相对百分误差。
例3
有两台测温仪表，它们的测温范围分别 为0~100℃和100~300℃，校验表时得到 它们的最大绝对误差均为2℃，试确定 这两台仪表的精度等级。
测量仪表是实现这种比较的工具
测量仪表
将被测参数经过一次或多次信号能量的转 换，转换成便于测量的信号能量形式，并 由指针位移或数字形式显示出来。
2．测量误差measuring error
测量值与真实值的差异。 测量误差的表示方法（常有两种）
绝对误差 相对误差
（1）绝对误差(△) ✦ 理论上：△=xi-xt ✦ 工程上：△=x-x0 ✦ 绝对误差常指：△max ✦ 有单位，有正负号。
（3）精度等级
根据仪表的允许误差，去掉“±”和 “%”，可确定其精度等级
我国仪表常用的精度等级： 0.005 0.02 0.05 作标准表校验用 0.1 0.2 0.4 0.5 实验室用 1.0 1.5 2.5 4.0 工业现场用
越小，精度越高。
一般生产中
在误差允许范围，选用精度比较低的 仪表经济实惠。
解 这两台仪表的最大引用误差分别为
1
2 1000
100%
2%
2
2 100%1% 300100
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。
例4
某台测温仪表的工作范围为0~500℃， 工艺要求测温时测量误差不超过±4℃， 试问如何选择仪表的精度等级才能满 足要求？
解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差 为
performance specification
衡量仪表性能优劣的指标
常用的指标
精度等级 指示变差（恒定度） 灵敏度和灵敏限 分辨力 线性度 反应时间
Leabharlann Baidu
1．精确度（精度）
两大影响因素
思考
A
B
绝对误差 0-100℃ 0-1000℃
仪表的标尺范围
x 1℃
（1） 相对百分误差
工程上将绝对误差折合成仪表标尺范 围的百分数表示。
4.反应时间
用来衡量仪表能否尽快反映出 参数变化的品质指标。
量程 max范1围 0% 0
标尺上 xx标 限 0 尺 值下1限 0% 0值
δ越小，表越精确，实际上 使用不方便。
（2）允许误差δ允
出厂的仪表保证基本误差不超 过某一规定值。
表示方法 允仪表允仪 许表 的量 最程 大差 绝值 对 1误 00%
δ允越大，仪表的准确度越低
在测量范围内，任一点的测量误差 不应超过δ允