自动检测和过程控制重点考题

自动检测和过程控制重点总结

为什么要进行冷端温度补偿σ

（1）根据热电偶测温原理【E（t,tO）= f（t）—f（tθ）】只有当参比端温度tθ稳定不变且已知时，才能得到热电势E和被测温度t的单值函数关系。

⑵实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0=0 C为基础的，但在实际测温

中由于环境和现场条件等原因，参比端温度t0往往不稳定，也不一定恰好等于O C,因此

需要对热电偶冷端温度进行处理。常用的冷端补偿方法有如下几种。

（一）零度恒温法（冰浴法）（二）计算修正法（三）冷端补偿器法（四）补偿导线法

一、温度计的选择原则（1）满足生产工艺对测温提出的要求；（2）组成测温系统的各基本环

节必须配套；（3）注意仪表工作的环境；（4）投资少且管理维护方便。

二、感温元件的安装要求（1）正确选择测温点；

⑵避免热辐射等引起的误差；（3）防止引入干扰信号；

（4）确保安全可靠。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。

优点：结构简单、可靠，测温精度较高。

缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破

坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。不适于直接对腐蚀性介质测量。

自动平衡电桥与电子电位差计在外形结构上十分相似，许多基本部件完全相同。但它们终

究是不同用途的两种模拟式显示仪表，主要区别如下：（1）配用的感温元件不同；（2）作用原理不同；（3）感温元件与测量桥路的连接方式不同；（4）电子电位差计的测量桥路具有对

热电偶自由端温度进行自动补偿的功能，自动平衡电桥不存在这一问题。

（三）数字式显示仪表的特点（1）准确度高，可避免视差。

⑵灵敏度高，响应速度快，而且不受输送距离限制。

（3）量程和极性可以自动转换，因而量程范围宽，能直接读出测量值和累积值。

（4）体积小，重量轻，易安装，可以在恶劣环境中工作。

（5）其中的智能型数字式显示仪表，还有量程设定、报警参数设定、自动整定PID参数、

仪表数据掉电保护、可编程逻辑控制等功能。

（三）电子电位差计技术指标

（1）基本误差。电子电位差计的基本误差包括两种，一是指示基本误差，二是记录基本误差C

（2）全行程时间。在使用过程中当被测参数发生变化时，衡量仪表指示器反映被测参数变化的速度性质的指标，用全行程时间表示。

（3）仪表不灵敏区。它是指仪表指针不发生变化的输入信号最大变化范围，通常不超过量程

的0.25%或0.5%。

热电极材料要求（1）应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势E（t）和温

度t之间尽可能地呈线性函数关系；（2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电

特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能；

（3）要求热电偶材料有较高的导电率和较低的电阻温度系数；

（4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表C （二）测量误差与测量不确定度的区别是误差理论中的两个重要且不同的概念，它们都可用

作测量结果准确度评定的参数，是评价测量结果质量高低的重要指标：

（1）误差是不确定度的基础，研究不确定度首先需要研究误差，只有对误差的性质、分布规

律、相互联系及对测量结果的误差传递关系等有了充分的了解和认识，才能更好地估计各不

确定度分量，正确得到测量结果的不确定度，用测量不确定度表示测量结果，易于理解、便

于评定，具有合理性和实用性。(2)测量不确定度的内容不能包罗更不能取代误差理论的

所有内容，不确定度是现代误差理论的内容之一，是对经典误差理论的一个补充。

准确度也称精确度，是指测量结果与实际值相一致的程度，是测量的一个基本特征

这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有关传

播热能的那部分辐射，称为热辐射

若某物体的辐射亮度E(I,T)与温度为TL的绝对黑体的亮度EO(I,TL)相等，则称TL为这个物体在波长为I 时的亮度温度测量值Xi与平均值之差称为残差

分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，是有量纲的数

相对误差是指被测量的绝对误差与约定值的百分比。系统误差指在偏离测量规定条件时

或由于测量方法引入的因素所引起的、按某确定规律变化的误差随机误差指在实际条件

下多次测量同一个量时，如果误差的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差

粗大误差指由于错误的读取示值，错误的测量方法等所造成，明显歪曲了测量结果的误差

附加误差：仪表偏离规定的正常工作条件时所产生的与偏离量有关的误差。

置信区间随机变量取值的范围［-a,a］置信概率P是随机变量在置信区间的范围内取值的概

率

测量不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性并与测量结果相联系的参数。

压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时而发生变形，并在其表面上产生电荷；而且在

去掉外力后，它们又重新回到原来的不带电状态，这种现象就称为压电效应

应变效应：当金属导体受力(拉伸或压缩)，导体的几何尺寸及其电阻率都会发生变化，从而引起电阻值的相对变化，且阻值变化与应变成正比。

(四)测量结果数据处理的步骤

(1)对测得值进行修正，列成表格；

-1 n

⑵求算术平均值：X= ' X i；

n y

⑶列出残差 ' 与二2，并验证ξi =0 ；

(4)用贝塞尔公式计算标准差・JH X —x)2;

⑸按山|>3二原则，剔除坏值，并从⑵重新计算；

(6) 判断有无系统误差，如有系差，查明原因，重新测量；

(7) 求算术平均值的标准偏差：；「=/ n；

(8) 得出最终表达式，即：X = X-Z二(z=1,2,3)o

刘玉长

光学高温计在测量物体温度时，是由人的眼睛来判断亮度平衡状态，带有测量人的主观性，