1、化工儀表基礎知識第1頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二 第一章 檢測儀表基本知識 第2頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二內容提要 測量過程與測量誤差 測量儀表的品質指標 測量系統中的常見信號類型 檢測系統中信號的傳遞形式 檢測儀表與測量方法的分類 化工檢測的發展趨勢第3頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二測量過程與測量誤差測量是用實驗的方法,求出某個量的大小。 舉例測一段導線的長度間接測量測量實質：是將被測參數與其相應的測量單位進行比較的過程。 第4頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二測量過程與測量誤差測量誤差

2、：由儀表讀得的被測值 (測量值)與被測參數的真實值之間的差距。 測量誤差按其產生原因的不同,可以分為三類：系統誤差 疏忽誤差偶然誤差第5頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二測量過程與測量誤差絕對誤差xI：儀表指示值, xt：被測量的真值由于真值無法得到x：被校表的讀數值，x0 ：標準表的讀數值 相對誤差第6頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標1.測量儀表的準確度（精確度）說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差來表示。但是，儀表的絕對誤差在測量范圍內的各點不相同。因此，常說的“絕對誤差”指的是絕對誤差中的最大值max。 兩大影響因素絕對誤差和

3、儀表的標尺范圍第7頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標相對百分誤差允許誤差第8頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標 儀表的允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對百分誤差去掉“”號及“”號，便可以用來確定儀表的精確度等級。目前常用的精確度等級有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小結第9頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標舉例例1-1某臺測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗

4、該表時得到的最大絕對誤差為4，試確定該儀表的相對百分誤差與準確度等級。 解 該儀表的相對百分誤差為 如果將該儀表的去掉“”號與“”號，其數值為0.8。由于國家規定的精度等級中沒有0.8級儀表，同時，該儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等級為1.0級。 第10頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二1-2. 某臺測溫儀表的測溫范圍為2001000,工藝上要求測溫誤差不能大于5,試確定應選儀表的準確度等級。 解:工藝上允許的相對百分誤差為 要求所選的儀表的相對百分誤差不能大于工藝上的允,才能保證測溫誤差不大于5,所以所選儀表的準確度等級應為0.5

5、級。當然儀表的準確度等級越高,能使測溫誤差越小,但為了不增加投資費用,不宜選過高準確度的儀表。 第11頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標儀表的準確度等級是衡量儀表質量優劣的重要指標之一。 準確度等級數值越小，就表征該儀表的準確度等級越高，儀表的準確度越高。工業現場用的測量儀表，其準確度大多在0.5級以下。 儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標志在儀表面板上。舉例1.51.0如：第12頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標注意 在工業上應用時,對檢測儀表準確度的要求,應根據生產操作的實際情況和該參數對整個工藝過程的影響

6、程度所提供的誤差允許范圍來確定,這樣才能保證生產的經濟性和合理性。 第13頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標2.檢測儀表的恒定度 變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內進行正反行程（即被測參數逐漸由小到大和逐漸由大到小）測量時，被測量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的差值。 圖1-1 測量儀表的變差儀表的變差不能超出儀表的允許誤差，否則應及時檢修。 第14頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標3.靈敏度與靈敏限 儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個位移的被測參數變化量

7、的比值。即 式中，S為儀表的靈敏度；為指針的線位移或角位移；x為引起所需的被測參數變化量。 儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發生動作的被測參數的最小變化量。通常儀表靈敏限的數值應不大于儀表允許絕對誤差的一半。 注意：上述指標僅適用于指針式儀表。在數字式儀表中，往往用分辨率表示。 第15頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標4.反應時間 反應時間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數變化的品質指標。反應時間長，說明儀表需要較長時間才能給出準確的指示值，那就不宜用來測量變化頻繁的參數。 儀表反應時間的長短，實際上反映了儀表動態特性的好壞。 儀表的反應時間有不同的表示

8、方法 當輸入信號突然變化一個數值后，輸出信號將由原始值逐漸變化到新的穩態值。 儀表的輸出信號由開始變化到新穩態值的63.2（95）所用的時間，可用來表示反應時間。第16頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標5.線性度 線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實際校準曲線與理論直線的吻合程度。通常總是希望測量儀表的輸出與輸入之間呈線性關系。 圖1-2 線性度示意圖 式中，f為線性度（又稱非線性誤差）；fmax為校準曲線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計算）。 第17頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表的品質指標 6.重復性

9、 重復性表示檢測儀表在被測參數按同一方向作全量程連續多次變動時所得標定特性曲線不一致的程度。若標定的特性曲線一致,重復性就好,重復性誤差就小。 圖1-3 重復性示意圖第18頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測系統中的常見信號類型作用于檢測裝置輸入端的被測信號，通常要轉換成以下幾種便于傳輸和顯示的信號類型1.位移信號2.壓力信號3.電氣信號4.光信號第19頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測系統中信號的傳遞形式 1. 模擬信號 在時間上是連續變化的, 即在任何瞬時都可以確定其數值的信號。2. 數字信號 數字信號是一種以離散形式出現的不連續信號,通常

10、用二進制數“0”和“1”組合的代碼序列來表示。 3. 開關信號 用兩種狀態或用兩個數值范圍表示的不連續信號。第20頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表與測量方法的分類 1.檢測儀表的分類依據所測參數的不同,可分成壓力 (包括差壓、負壓)檢測儀表、流量檢測儀表、物位 (液位)檢測儀表、溫度檢測儀表、物質成分分析儀表及物性檢測儀表等。按表達示數的方式不同,可分成指示型、記錄型、訊號型、遠傳指示型、累積型等。按精度等級及使用場合的不同,可分為實用儀表、范型儀表和標準儀表,分別使用在現場、實驗室和標定室。 第21頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀

11、表與測量方法的分類 2.測量方法的分類按照測量結果的獲得過程 直接測量 間接測量 第22頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表與測量方法的分類 （1）直接測量 利用經過標定的儀表對被測參數進行測量，直接從顯示結果獲得被測參數的具體數值的測量方法。 根據被測參數獲得方式的不同，直接測量又有偏差法與平衡法（零位法）之分。 第23頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二檢測儀表與測量方法的分類（2）間接測量 當被測量不宜直接測量時,可以通過測量與被測量有關的幾個相關量后,再經過計算來確定被測量的大小。 第24頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，

12、星期二化工檢測的發展趨勢 1.檢測技術的現代化 2.檢測儀表的集成化、數字化、智能化 3.軟測量技術和虛擬儀器第25頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二例題分析1. 某臺具有線性關系的溫度變送器,其測溫范圍為 0200,變送器的輸出為 420mA。對這臺溫度變送器進行校驗,得到下列數據: 輸入信號標準溫度/050100150200輸出信號/mA正行程讀數x正反行程讀數x反44.0288.1012.0112.1016.0116.092020.01試根據以上校驗數據確定該儀表的變差、準確度等級與線性度。第26頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二解:該題的解題

13、步驟如下。 (1)根據儀表的輸出范圍確定在各溫度測試點的輸出標準值x標。任一溫度值的標準輸出信號(mA)為 例如,當溫度為50時,對應的輸出應為 其余類推。 第27頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二(2)算出各測試點正、反行程時的絕對誤差正與反 ,并算出正、反行程之差變 ,分別填入下表內(計算變時可不考慮符號,取正值)。 輸入信號/050100150200輸出信號/mA正行程讀數x正反行程讀數x反標準值44.02488.10812.0112.101216.0116.09162020.0120絕對誤差/mA正行程正反行程反 00.0200.100.010.100.010.0900.01正反行程之差變 0.020.100.090.080.01第28頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二 (3)由上表找出最大的絕對誤差max ,并計算最大的相對百分誤差max。由上表可知 去掉max的“”號及“%”號后,其數值為0.625 ,數值在0.51.0之間,由于該表的max已超過0.5級表所允許的允,故該表的準確度等級為1.0級。 第29頁，共31頁，2022年，5月20日，0點22分，星期二(4)計算變差 由于該變差數值在1.0級表允許的