测量仪表基础知识概述课件

1、测量仪表基础知识概述测量仪表基础知识概述检测仪表功能及组成 功能：确定被测参数的量值组成：传感器（含敏感元件）：检测仪表中的首要部件，它直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触）。感受被测参数的变化，并发出与之相适应的信号（压力变化、电阻变化等）。 变送器：能输出标准信号的传感器。检测仪表功能及组成 功能：确定被测参数的量值气动、电动仪表信号标准 电动仪表：4-20mA，DC（远距离）；1-5V，DC（柜内传输） 气动仪表：20-100Kpa 气动、电动仪表信号标准 电动仪表：4-20mA，DC（远距离对传感器的三个要求 高准确性，传感器的输出信号与被测参数成严格的单值函数关系。 高稳定性，不

2、受时间或环境温度变化等因素的影响。 高灵敏度，被测参数微小变化时，输出量变化明显。 对传感器的三个要求 高准确性，传感器的输出信号与被测参数成严测量误差与真值 测量误差：测量值与真实值之间存在的差别真值：一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 测量误差与真值 测量误差：测量值与真实值之间存在的差别约定真值与相对真值 约定真值：一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。相对真值：指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3以下时，可认为高一级的标准器或仪

3、表示值为低一级的相对真值。 约定真值与相对真值 约定真值：一个接近真值的值，它与真值之差仪表读数误差 读数误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差。仪表的读数误差只能是读数与约定真值或相对真值之差。 =M-A 读数绝对误差； M仪表读数； A约定真值或相对真值。 仪表读数误差 读数误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差仪表绝对误差与相对误差 绝对误差：在测量范围内，各读数误差的最大值。相对误差：仪表的绝对误差与真值的百分比。引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比 仪表绝对误差与相对误差 绝对误差：在测量范围内，各读数误差的仪表基本误差 这是指在仪表制造厂保证的条件下仪表的相对误差值，即规定

4、使用条件下的相对误差。规定使用条件：包括温度、相对湿度、电源电压、安装方式等 。 仪表基本误差 这是指在仪表制造厂保证的条件下仪表的相对误差值仪表的附加误差 附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差。如电源波动附加误差，温度附加误差等。 仪表的附加误差 附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时仪表精度等级 又称准确度级，是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。我国仪表精度等级有：0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。级数越小，精度（准确度）就越高。科学实验用的仪表精度等级在0.05级以上；工业检测

5、用仪表多在0.14.0级，其中校验用的标准表多为0.1或0.2级，现场用多为0.54.0级。 仪表精度等级 又称准确度级，是按国家统一规定的允许误差大小划仪表的灵敏度 仪表的灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。它是指仪表在达到稳定状态以后，仪表输出信号变化与引起此输出信号变化的被测参数（输入信号）变化量x之比，用S表示灵敏度 仪表的灵敏度 仪表的灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度仪表的灵敏限 指能够引起仪表指示值（输出信号）发出变化（动作）的被测参数（输入信号）的最小（极限）变化量。与灵敏度是不同的概念。仪表的灵敏限 指能够引起仪表指示值（输出信号）发出变化（动作测量变送中的几个主

6、要问题 纯滞后问题 由于测量元件安装位置不当及测量仪表本身特性等容易引入纯滞后。 测量滞后问题 主要由测量元件本身的特性造成。在系统设计中可选用快速测量元件。信号传送滞后问题 主要是指QDZ仪表气压信号在管路传送过程中所造成的滞后。 测量变送中的几个主要问题 纯滞后问题 测量信号的处理 测量信号的校正 测量信号噪声（干扰）的滤波 低通高通带通对测量信号进行线性化处理 测量信号的处理 测量信号的校正 数字滤波 数字滤波即程序滤波，通过计算机软件（运算与判断）滤去干扰信号，提高信号的真实性。 在计算机中常采用数字滤波消除低频干扰常用的数字滤波有如下几种：算术平均值滤波、程序判断滤波、中位值法滤波和

7、一阶惯性滤波等。 数字滤波 数字滤波即程序滤波，通过计算机软件（运算与判断）滤算术平均值滤波 又称为递推平均滤波，对周期性等幅振荡的干扰有较明显的滤波效果。 算术平均值滤波 又称为递推平均滤波，对周期性等幅振荡的干扰有程序判断滤波 当 时，则Xi为输入计算机的采样值。 当 时，应将Xi-1采样值作为第i次采样值输入计算机。B值的选择主要决定于对象的被测参数的变化速度 程序判断滤波 当 时，则Xi为输入计算机的采样值中位值法滤波 连续采样三次以上的被测值，从中选择大小居中的那个值作为有效的测量信号适用场合：对变化速度不太快的参数，去掉其干扰脉冲。 中位值法滤波 连续采样三次以上的被测值，从中选择

8、大小居中的那一阶惯性滤波 实质上是通过计算机的算式来实现动态的RC低通滤波 一阶惯性滤波 实质上是通过计算机的算式来实现动态的RC低通滤智能仪表自动化仪表及装置向着智能化、数字化、模块化、高精度化和小型化的方向发展，智能化是最重要的特点。与常规仪表相比，智能仪表：测量精度高自动校准自动修正误差自诊断的能力允许灵活地改变功能，实现高级控制。 智能仪表自动化仪表及装置向着智能化、数字化、模块化、高精度化例题1某压力表刻度0100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，求在50kPa处仪表示值的绝对误差、示值相对误差和示值引用误差？ 例题1某压力表刻度0100kPa，在50kPa处测量值为4例

9、题1仪表示值的绝对误差： 仪表示值的相对误差：仪表示值的引用误差： 例题1仪表示值的绝对误差： 例题2下图是乙烯裂解气温度控制系统。采用液态丙烯，使其汽化吸收热量以冷却乙烯裂解气。调节气态丙烯流量使温度控制在（151.5）。例题2下图是乙烯裂解气温度控制系统。采用液态丙烯，使其汽化吸例题2指出系统中被控对象、被控变量和操纵变量各是什么？ 试画出该控制系统的组成方块图。 试比较示意图和方块图，说明操纵变量的信号流向与物料的实际流动方向不同。 例题2指出系统中被控对象、被控变量和操纵变量各是什么？ 例题2被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；操纵变量为气态丙烯的流量。在示意图中，气态丙烯的流向是由丙烯冷却器流出。而在方块图中，气态丙烯作为操纵变量，其信号的流向是指向丙烯冷却器的。 例题2被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；例题3某换热器的温度控制系统方块图如下图。系统的被控变量为出口物料温度，要求保持在（20020），操纵变量为加热蒸汽的流量。 例题3某换热器的温度控制系统方块图如下图。系统的被控变量为出例题3说明图中R、E、Q、C、F所代表的专业术语内容。 说明Z、I、P的信号范围。 气动执行器的输入、输出各是什么物理量？ 例题3说明图中R、E、Q、C、F所代表的专业术语内容。 例题3R为给定值，E为偏差（