测量系统基本特性.

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一个指标。
5、仪表的灵敏度
仪表输出信号的变化量△y和引起这个输出 变化量的被测量变化量△x比值,称为仪表的灵 敏度,即
y k x
对于线性测量系统,其灵敏度为一常数;而 对非线性测量系统,灵敏度是随输入量的变化而 变化的。
灵敏度特性 (a)线性测量系统 (b)非线性测量系统
仪表的灵敏度是表示仪表对被测量值反应能 力的指标,仪表的灵敏度越高,其示值的位数越多, 能反应的被测量值也越小。 但是仪表的灵敏度应与仪表的允许误差相适 应,如果不适当地提高仪表的灵敏度,反而可能导 致其精确度的下降。而且,把示值位数增多至小于 仪表允许误差的精确程度也是毫无意义的。
2、仪表的基本误差 仪表的基本误差是指在规定的技术条件下 (所有影响量在规定值范围内),仪表全量程指 示值中的最大引用相对误差,即
x max j 100 % A
式中 △Xmax—— 仪表全量程指示值中的最大绝 对误差值。
3、仪表的准确度(精度)等级 根据仪表设计和制造的需要,厂家对出厂的 仪表规定了其基本误差不得超过某一允许值,这 个规定的允许值称为仪表的允许误差。
线性度用全量程范围
内测量系统实际校准曲线
和线性理论曲线之间的最
大偏差绝对值与该系统满 量程输出值之比值的百分
数来表征,为
Ln L max yFS 100%
仪表的线性示意图
(a)仪表输入输出实际特性 曲线 (b)理论特性曲线
8、wk.baidu.com复性误差 在相同的测量条件下,对应同一个输入量进 行多次重复测量,其输出量不一致,这种差值称 为重复差值。
二、测量系统的静态性能指标 仪表的质量,可以用它的技术性能指标来衡 量,选择和使用检测仪表,也要用技术性能指标 作依据,因此需要了解仪表的技术性能指标。 1、量程 测量系统所能给出的被测量值的集合称为测 量范围。其能测量的最大输入量和最小输入量分 别称为测量上限和测量下限。测量上限和测量下 限代数差的模称为测量系统的量程。
重复性误差是在全部正、反行程中用全量程 的最大重复差值与满量程输出值之比的百分数表 示,即 yR max
yR
yFS
100%
重复性误差的大小表示了测量值的离散程度, 它是衡量随机误差(精密度)的指标,所以采用 标准误差σ来代替△yRmax较合理。
(2 ~ 3) max yR 100% yFS
同一被测量的示值。对某一测量点所得到的正、反 行程两次示值之差称为该测量点上的迟滞差值。
迟滞误差用全量程中最大的迟滞差值△yHmax 与满量程输出值之比的百分数 表示:
yH max yH 100% yFS
迟滞误差是由于系统内部部件存在着摩擦、 间隙等原因而造成死区所致。它是反映精密度的
2 n i 1
n
式中:y为输出量;x为系统输入量; a0为零位输 出; a1为系统灵敏度; a 2, , an为非线性项的待定 系数,i=1,2, …n。
对于理想测量系统,要求其静态特性曲线应 该是线性的,在这种情况下, a 0 a 2 an 0,
由此得到
y a1 x。
因此,通常规定仪表刻度标尺上的分格值不 应小于允许误差的绝对值。
6、仪表的灵敏限(分辨力) 仪表响应输入量微小变化的能力称为仪表的
分辨力。分辨力是指能引起仪表指示器发生可见
变化的被测量的最小变化量。
仪表的分辨力不足将引起分辨误差,即在被
测量变化到到某一数值时,仪表示值仍不变化, 这个不能引起输出变化的的输入信号的最大幅度, 称为仪表的不灵敏区(或死区)。
9、漂移 在一定的环境和工作条件下,测量系统的输 入量固定不变时,其输出量却发生变化,这种变 化称为漂移。
漂移往往是由于测量系统内部温度变化或零 (元)件性能不稳定而引起的。
漂移是衡量测量系统稳定性的重要指标。
第三章思考题
1、测量系统的主要性能指标及各项指标的含义是 什么? 2、对一量程范围为(0~100)×105Pa,精度等 级为1.5级的压力表进行检定,测得数据如下(单 位:×105Pa) 标准表: 0 20 40 60 80 100 被检表:(正) 0.1 20.1 40.5 60.8 82 102 被检表:(反) 0.1 19.6 39.8 60 81 101 试计算被检表的变差并判断该表是否合格?
分辨力与灵敏度都与仪表的量程有关,并和 仪表的精度等级相适应。一般仪表的分辨力不大 于仪表允许绝对误差的二分之一。 7、线性度
在理想情况下,测量系统的输出与输入之间 关系是一条直线,而实际是一条曲线。该曲线通 过静态校准获得,故也称为校准曲线。测量系统 的线性度就是衡量这条校准曲线和理论直线不吻 合程度的,常以相对误差形式表示。
第三章 测量系统基本特性
第一节 测量系统静态特性 第二节 测量系统动态特性 第三节 测量系统的校准 第三章思考题
第一节 测量系统静态特性
一、测量系统基本静态特性
一般情况下,测量系统的基本静态特性可以
用下述的代数方程来描述:
y a 0 a1 x a 2 x an x a 0 aixi
测量的精确度及考虑到使用上的安全,一般检测
仪表的经常工作点(测量示值)应在仪表量程的
2/3~3/4处,对压力表应有较大的安全系数,可 经常工作在仪表量程的1/2~2/3处。 4、仪表的变差(迟滞误差) 在规定的条件下,用同一仪表对被测量进行
正、反行程的测量,即采用单方向逐渐增大和逐
渐减小被测量的方法,使仪表从不同的方向反映
仪表的选用原则: 假设仪表的精度等级为s,仪表的量程为0~
xn,测量点为x,则仪表在x点邻近处的示值误差
为:
绝对误差 xn s%
xn 相对误差 s % x
一般x≤ xn,因此x越接近xn,测量准确度越高, 即被测量越靠近测量上限,测量相对误差越小。
因此,仪表量程不能选择过大,为保证实际
仪表允许误差的大小表明了保证该仪表的示 值所能达到的精确程度。因此,一般仪表的精度 等级就是按国家统一规定的允许误差大小来划分 的,即用仪表允许误差去掉百分号后的数字表示 仪表的准确度等级。
例如,精度等级为0.5级的仪表,其允许误差 为± 0.5%,即该仪表各点示值的绝对误差均不得 超过仪表量程的± 0.5%。 我国仪表工业目前采用的准确度等级序列为: 0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、 1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。 对确定了准确度等级的仪表,测量值绝对误 差最大值与该仪表量程有关,因此仪表量程不能 选择过大。
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