传递函数相对误差

平均寿命

1 故障率
平均寿命
平均故障修复时间（Mean Time To Repair） 仪表出现故障到恢复工作时的平均时间
EXIT
例题
故障率 =2%/1000h;100台表在1000小时内故障2台 可靠度 R(t)=exp(-0.02/1000.t) T=100;R=99.8%;T=1000,R=98%;t=10000,R=82%
值
' max
回差 量输'm'程入ax值 100%
非线性误差输入值量'm程ax 100%
EXIT
重复性：在相同条件下，按同一方向多次测量同一被测 量时，仪表提供相近输出的能力
再现性：在相同条件下，在规定的较长时间内，对同一 被测量从两个方向测量时，仪表输出值的一致程度
以下三个再量现的性 关系如何？
EXIT
第1节 检测技术的基本概念
检测
EXIT
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自量用值专然或门界判的的定工主被具要测，手参通数过段的实有验无和。计算，
故障率 ：仪表工作到t时刻时单位时间内发生故障的概率
R(t ) et
平均无故障工作时间（Mean Time Between Failure）
仪表在相邻两次故障间隔内有效工作的平均时间
平均工作时间（Mean Time To Failure）
不可修复产品从开始工作到发生故障前的平均时间
被测参数（measured）：用敏感元件直接感受的测量参数。
待测参数（parameter to be measured）：需要获取的测量 参数。
直关接系测的量其它（量dir，ec而t m直e接as得u到re待me测n量t）的：量不值必。测量与待测参数有
间接测量（indirect measurement）：通过测量与待测参数 有关系的其它量，经一定数学处理得到待测量的量值。
重复性
回差
重复性
再现性
回差
EXIT
可靠性 主要指标
保险期：仪表使用后能有效完成任务的期限 有效性：仪表在规定时间内能正常工作的概率 狭义可靠性： 结构可靠性：工作时不出故障的概率
性能可靠性：满足原定要求的概率
EXIT
可靠度 R(t)：规定时间内无故障的概率
不可靠度 F(t) = 1－ R(t)
第1章 过程检测基础
EXIT
本章内容
一、检测技术的基本概念 二、检测仪表的基本概念 三、检测仪表的基本性能指标 四、 检测的基本方法 五、测量误差及其分类 六、测量系统的基本特性
EXIT
学习目标
一、理解“检测”与“测量” 二、理解检测仪表的性能指标含义 三、掌握检测仪表的基本组成 四、掌握检测的基本方法 五、掌握测量误差及其分类 六、掌握测量系统的基本特性
检测仪表的分类
温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表 物位检测仪表 连续式检测仪表 开关式检测仪表 机械式仪表 电式仪表 气式仪表 光式仪表 就地显示仪表 远传式仪表
模拟式仪表 数字式仪表
普通型 隔爆型 本安型
民用 工业用 军事用
EXIT
开环 闭环
x K1
K2
Kn y
n
传递函数 K K1K2 Kn Ki
敏感元件n
…….
信号 变换 处理
显示 装置
EXIT
三、一些重要术语
敏感元件（sensor）：感受被测参数并将其变化转换成另一 种物理量的变化。
传感器（transducer）：直接感受被测参数，并将其变化转 换成易于传送的物理量。
变送器（transmitter）：一种特殊的传感器，使用统一动力 源，输出标准信号。
死区(不灵敏区)
输入变化不致引起输出可察觉变化的区间。 灵敏度为零
起因：电路偏置不当、机械传动中的摩擦和间隙 有时故意将死区调大，防止输出随输入变化过快
EXIT
回差（变差、滞环）
线性度
同一被测量在上升和下降
输入-输出特性曲线对
时输出值间的最大差
相应直线的偏离程度
输
输
出
出
值
'' max
EXIT
测量过程的两个阶段
• 信号转换：
– 将被测信息转换为易于测 • 定标
量的信息（如机械位移、 – 将被测参数与单位信号
电压、电流等）
比较，确定具体数值
传感器
仪表
EXIT
二、检测系统：
由若干个检测仪表或传感器组成实现一个完整的或多个参 数的测量
例：电参数测量仪（电压、电流、功率）
敏感元件1 敏感元件2
EXIT
第3节检测仪表的基本性能指标

测量范围和量程
输入—输出特性
稳定性
重复性与再现性
可靠性
误差
准确度与准确度等级
动态响应特性
EXIT
测量范围和量程
测量范围
测量下限
测量上限
量程=测量上限值－测量下限值
量程还与准确度及仪表选用有关
EXIT
灵敏度
输入—输出特性
S y x
线性仪表 S Const. 非线性仪表 S S( x)
平均寿命=1000/0.02=50000h
EXIT
绝对误差 x x x0
EXIT
检测与测量的关系？
测量确定被测对象量值。
检测可能是确定量值，也可以是判定 被测参数的“有”或“无”，也可以是一种预报、 故障分析。
被测参数与待测参数的关系？
直接测量中，被测参数 间接测量中，被测参数
就是 待测参数；
一般不是
待测参数。
EXIT
被测参数 响应形式 能源类型 能否远传 输出显示 应用场所 使用对象
i1 n
相对误差 1 2 n i

i 1
x
K0
K
y
Fra Baidu bibliotek
环节越多， 误差越大
检测元

件
传递函数
y KK0 x
1 K
K
1 K0 x
精心制作反馈 通道可获得较 高的准确度和
灵敏度
相对误差 K0 f
反馈通道的相对误 差
闭环仪表无法克服或减小检测元件的任何误差。
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
W.Von.Siemens
EXIT
第2节 检测仪表的基本概念
一、检测仪表
敏感 元件
信号 变换
传输
处理
非线性 运算
显示装置
用敏感元件将被测参数的信息转换成另一 种形式的信息，通过信息的处理、传输、显示等 形式被人们所认识