第1章-化工仪表及自动化PPT课件.ppt
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1、化学工业出版社化学工业出版社 化工仪表及自动化化工仪表及自动化第一章第一章 检测仪表基本知识检测仪表基本知识 化学工业出版社化学工业出版社 内容提要内容提要n 测量过程与测量误差测量过程与测量误差n 测量仪表的品质指标测量仪表的品质指标n 测量系统中的常见信号类型测量系统中的常见信号类型n 检测系统中信号的传递形式检测系统中信号的传递形式n 检测仪表与测量方法的分类检测仪表与测量方法的分类n 化工检测的发展趋势化工检测的发展趋势1化学工业出版社化学工业出版社 测量过程与测量误差测量过程与测量误差测量测量是用实验的方法,求出某个量的大小。 qVQ 举例测一段导线的长度直接测量直接测量间接测量间接
2、测量测量实质:测量实质:是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 2化学工业出版社化学工业出版社 测量过程与测量误差测量过程与测量误差测量误差:测量误差:由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参数的真实值之间的差距。 测量误差按其测量误差按其产生原因产生原因的不同的不同, ,可以分为三类:可以分为三类:系统误差 疏忽误差偶然误差3化学工业出版社化学工业出版社 测量过程与测量误差测量过程与测量误差绝对误差ttIxxxxxxx或000tIxx xI:仪表指示值, xt:被测量的真值0 xx由于真值无法得到 x:被校表的读数值,x0 :标准表的读数值 相对误差4化学工业出版社化学工业出版社 检测
3、仪表的品质指标检测仪表的品质指标5说明:说明:仪表的测量误差可以用绝对误差来表示。但是,仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此,常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值max。 两大影响因素绝对误差和仪表的标尺范围化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标%100max标尺下限值标尺上限值%100标尺下限值标尺上限值差值仪表允许的最大绝对误允6化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标 仪表的允越大,表示它的精确度越低;反之,仪表的允越小,表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分误差去掉“”号及“”号,便可以用来确定仪表的精确度等级。目
4、前常用的精确度等级有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。小结小结7化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标%8 . 0%10020070048举例例1-1某台测温仪表的测温范围为200700,校验该表时得到的最大绝对误差为4,试确定该仪表的相对百分误差与准确度等级。 解解 该仪表的相对百分误差为 如果将该仪表的去掉“”号与“”号,其数值为0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表,同时,该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差,所以,这台测温仪表的精度等级为1.0级。 化学工业出版社化学工业出版
5、社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标9仪表的准确度等级仪表的准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 准确度等级数值越小,就表征该仪表的准确度等级越高,仪表的准确度越高。工业现场用的测量仪表,其准确度大多在0.5级以下。 仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板上。举例举例1.51.0如:化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标注意注意 在工业上应用时,对检测仪表准确度的要求,应根据生产操作的实际情况和该参数对整个工艺过程的影响程度所提供的误差允许范围来确定,这样才能保证生产的经济性和合理性。 10化学工业出版社化学
6、工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标%100标尺下限值标尺上限值最大绝对差值变差 变差变差是指在外界条件不变的情况下,用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程(即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小)测量时,被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的差值。 图1-1 测量仪表的变差11化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标12 仪表的灵敏度仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移,与引起这个位移的被测参数变化量的比值。即xS 式中,S为仪表的灵敏度;为指针的线位移或角位移;x为引起所需的被测参数变化量。 仪表的灵敏限仪表的灵敏限是指能引起仪表指
7、针发生动作的被测参数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。 注意:注意:上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中,上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中,往往用分辨率表示。往往用分辨率表示。 化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标13 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,实际上反映了仪表动态特性的好坏。 仪表的反应时间有不同的表示方法 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
8、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。化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标%100max仪表量程ff14 线性度线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。通常总是希望测量仪表的输出与输入之间呈线性关系。 图1-2 线性度示意图 式中式中,f为线性度(又称非线性误差);fmax为校准曲线对于理论直线的最大偏差(以仪表示值的单位计算)。 化学工业出版社化学工业出版社 检测仪表的品质指标检测仪表的品质指标 重复性重复性表示检测仪表在被测参数按同一方向作全量程连续多次变动时所得标定
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