化工仪表第3章1压力检测.ppt

测得的最大绝对误差为-5kPa，请确定该仪表的精度等级。
解：先求最大相对百分误差
5 *100% 1.25%
400 0
去掉 和 % 为1.25，因此该变送器精度等级为1.5 级
例2：根据工艺要求选择一测量范围为0~40m3/h的流量计，要 求测量误差不超过0.5 m3/h，请确定该仪表的精度等级。
化工仪表及自动化
第三章 检测仪表与传感器
第一节 概 述
测量过程与测量误差：
测量值、真值、绝对误差、相对误差
仪表的指标性能：
一、精确度： 量程：测量范围上限值与下限值之差。 允许误差：正常情况下允许的相对百分误差的最大值。
允
允许的最大绝对误差 量程
max
来自百度文库
100 %
精度等级：去掉 允“”、“%”的数值
电动机构是将电信号转换成相应的角位移或直线位移去操 纵阀门、挡板等控制机构以实现自动控制。
工业仪表的分类
2、按信息的获得、传递、反映和处理的过程分： ①信息获取的工具，即传感器、变送器、检测仪表。 ② 信息显示的工具，即指示仪表、记录仪表、报警器、信
号器、打印机、屏幕显示器等。 ③ 信息传送的工具，即信号输入输出装置、遥测遥信遥控
1.5 1.5
精度等级为0.4级的压力表
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。 精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表， 而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5。
检测仪表的主要性能指标
例1：某压力变送器测量范围为0～400kPa，在校验该变送器时
解：同样，先求最大相对百分误差 0.5 *100% 1.25%
40 0
因此该流量计必须选择 1.0 级的流量计
结论：
工艺要求的允许误差 ≥ 仪表的允许误差 ≥ 校验所得到的相对百分误差
检测仪表的主要性能指标
例3：某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1％， 现有两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，其中一台仪表的测量范围是 0～100℃，另一台仪表的测量范围是0～200℃，试问这两台仪表能否满足上 述测量要求。
变差
最大绝对差值
100%
测量范围上限值 测量范围下限值
检测仪表的主要性能指标 三、灵敏度和灵敏限
➢ 仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个 位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
➢ 仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表指针移动的距离或转角。 ➢ 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变 化量。
引起该误差的原因是由于检测元件和检测系统中 各种运动惯性以及能量形式转换需要时间所造成的。
检测仪表的主要性能指标
衡量各种运动惯性的大小，以及能量传递的快 慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时 间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上一 章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时间 τ的数学含义是一致的）。
当输入信号突然变化一个数值后，输出 信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。
仪表的输出信号由开始变化到新稳态值 的63.2％（95％）所用的时间，可用来表示 反应时间。
检测仪表的主要性能指标
补充：动态误差
相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态 （静态）误差。 动态误差是指检测系统受外扰动作用后，被 测变量处于变动状态下仪表示值与参数实际值之间 的差异。
检测仪表的主要性能指标
目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有： 0.005 ， 0.02 ， 0.05 ， 0.1 ， 0.2 ， 0.4 ， 0.5 ， 1.0 ， 1.5 ，
2.5，4.0等。 所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为 ±0.5％，以此类推。 精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：
检测仪表的主要性能指标
五、线性度－非线性误差
在通常情况下，总是希望测量仪表的输出量和输入量之间呈线 性对应关系。测量仪表的非线性误差就是用来表征仪表的输出 量和输入量的实际对应关系与理论直线的吻合程度。
通常非线性误差用实际测得的输入－输出特性曲线（也称为 校准曲线）与理论直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比 的百分数来表示：
检测仪表的主要性能指标 四、分辨力
➢ 分辨力是数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变 化量。它也是灵敏度的一种反映。
➢ 对数字式仪表来说，分辨力就是数字显示仪表变化一个LSB （二进制最低有效位）时输入的最小变化量。 ➢ 不同量程分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力为该表 的最高分辨力，也叫灵敏度。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
f
f m a x 仪表量程
100%
检测仪表的性能指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化 的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给 出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
仪表反应时间的长短，实际上反映仪表动态特性 的好坏。
仪表的 反应时 间有不 同的表 示方法
解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为： |△max|＝70×1％＝0.7℃
测量范围为0～100℃的仪表的最大允许绝对误差为： |△max|1＝100×0.5％＝0.5℃
测量范围为0～200℃的仪表的最大允许绝对误差为： |△max|2＝200×0.5％＝1.0℃
根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为0.5级，但只有测量范围是 0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
液压机构是以液压油为动力源来完成预定运动要求和实现 各种机构功能的机构。
气动机构是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号 的机构。