柴油机测试技术课件

船舶柴油机测试技术一测量和误差分析温度检测压力检测流量检测液位检测转速、功率和扭矩检测排气成分及烟度的检测船舶柴油机测试技术1第一章测量和误差分析一、测量概述二、测量仪器的主要性能指标三、测量误差与测量精度四、测量数据的表示方法柴油机测试技术课件2第一节测量概述一、测量1、基本概念：测量是人们借助于专门设备，通过实验手段对客观事物的量获取数值的认识过程,包括测量的误差分析和数据处理等.测量可用下式表述：

-未知物理量;-测量单位;-未知物理量的数值

在实践中,往往需要知道某个物理量在某一时刻数值的大小,因而必须对它进行检测,所需检测的物理量称为被测参数或被测量。第一节测量概述32、主要研究内容测量原理、测量方法、测量系统、测量数据处理。3、在轮机工程中的应用1)过程监测：对过程参数的监测.例如,为了船舶安全、经济地航行,对船舶动力装置运行过程中的参数(如排气温度、冷却水温度、滑油压力、转速、气缸压力)进行间歇或连续的测量.2)过程控制：在自动控制系统中,测量环节是控制量输出的依据.(如为控制燃油以规定的粘度(12~25cSt)喷入燃烧室,测量燃油单元中黏度控制器内燃油的温度).2、主要研究内容44、柴油机被测参数:温度、压力、流量(耗量)、液位、转速、扭矩、排气成分、振动、噪声等。1）静态参数被测参数在整个测量过程中的数值大小不随时间变化。如：大气压力、稳定工况下的转速及排气温度等。2）动态参数被测参数在整个测量过程中的数值大小随时间变化。如：过渡工况下的转速、缸内压力、振动等。这些参数可以是周期信号，也可以是随机信号(每次测量结果都不相同,更不能预测，但多次测量结果具有共同的统计特性，可用概率统计特性来描述).4、柴油机被测参数:5二、测量方法

按测量结果产生的方式把测量方法分为：直接测量法、间接测量法、组合测量法。1)直接测量法:被测量的数值可直接从测量仪表获取。如：水银温度计测温度，弹簧管压力表测量压力。2)间接测量法:被测量的数值不能够直接从测量仪表读得,而是对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量，然后通过公式运算求得被测量。如柴油机有效输出功率：

二、测量方法63）组合测量法

利用直接测量和间接测量的数据求得被测量的方法.在组合测量中,未知量与已知量存在已知的函数关系,如：铂电阻测温时,电阻值与温度关系:为确定铂电阻的温度系数,首先需测得不同温度下的电阻值,再解联立方程组,得到a、b数值.3）组合测量法7三、测量系统为了测得某一被测物理量的值,总要使用若干个测量设备,并把它们按一定的方式组合起来。例如,测量水的流量,常用标准孔板获得与流量有关的差压信号,然后将差压信号输人差压流量变送器,经过转换、运算,变成电信号,再通过连接导线将电信号传送到显示仪表,显示出被测流量值。为实现一定的测量目的而将测量设备进行的组合称为测量系统。

如果脱离开具体的物理系统,任何一个测量系统都是由有限个具有一定基本功能的测量环节组成的。所谓测量环节是指建立输入和输出两种物理量之间某种函数关系的一个基本部件。三、测量系统8一般测量系统由四种基本环节组成:传感器、信号变换与调理元件、显示元件、传送元件。

1、传感器直接与被测对象发生联系,感知被测参数的变化,同时对外界发出相应的信号。须满足如下要求:仅随被测参数的变化而变化,不受其它非被测参数的干扰；它的输出信号与被测参数之间呈单值函数关系；测量过程中传感器应不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。

信号变换与调理传感器被测量(非电量)显示或记录电信号一般测量系统由四种基本环节组成:信号变换传感器被测量(非电量92、信号变换与调理元件实现传感器输入信号的再转换、放大或衰减、调制或解调、阻抗变换及运算等处理，使之成为便于显示、记录和控制的有用信号。如电桥电路、高阻抗输入电路、集成放大电路、振荡和脉冲调宽电路。

要求：性能稳定、精确度高、信息损失最小。柴油机测试技术课件103、显示元件直接与观测者发生联系,把信号不失真地显示出来，可以进行记录。三种基本形式：1）模拟式显示元件

常见结构是以指示器与标尺的相对位置来连续指示被测参数的值。记录时，以曲线形式给出数据。如示波器、波形记录仪等。结构简单、价格低、易产生视差。2）数字式显示元件直接以数字形式给出被测参数的值，不会产生视差。但直观性差、且有量化误差。记录时可打印输出数据。3）屏幕显示元件

既可模拟显示，也可数字显示，便于比较判断。3、显示元件114、传送元件

建立各测量环节输入、输出信号之间的联系。

传送元件可比较简单,也可相当复杂。导线、导管、光导纤维、无线电通信,都可作为传送元件的形式。传送元件一般较简单,容易被忽视。实际上,由于传送元件选择不当或安排不周,往往会造成信息能量损失、信号波形失真、引入干扰,使测量精度下降。如压力测量,导压管过长使传递信号受阻,产生传输迟延,影响动态压力测量精度。上述测量系统各组成部分的功能描述并不是唯一的,关键在于弄清它们在系统中的作用,同一元件在不同场合下可能使用不同的名称.4、传送元件12第2节测量仪器的主要性能指标测量仪器的性能质量很大程度上决定着测量结果的可靠程度。分为:静态特性、动态特性。一)静态特性指当输入信号不随时间变化(常量)时,其输出信号与输入信号之间的关系。主要指标：1、测量范围2、灵敏度3、分辨率4、线性度5、迟滞6、零漂第2节测量仪器的主要性能指标131、测量范围测量系统所能测量的最小输入量(下限)至最大输入量(上限)之间的范围。测量上限与下限代数差的绝对值称为仪器的量程。

如温度计,测量范围-200℃~+800℃,量程1000℃

被测量最好落在系统量程的2/3～3/4处。

量程太小则过载，太大则精度下降。1、测量范围142、灵敏度S：

输出信号的变化量与相应的输入信号变化量的比值。

对于线性系统,输出量与输入量的关系是直线,灵敏度就是直线的斜率。对于非线性系统，灵敏度随输入量而变化。

灵敏度是一个有因次的量,如压力传感器,输入量的单位是压力单位(MPa),输出量的单位是电压单位(mv),则灵敏度单位是mv/MPa。2、灵敏度S：153、分辨率：指仪表能测量到最小输入量变化的能力,即能引起输出量发生变化的最小输入变化量,用表示。由于仪表在全量程范围内,各测量区间的不完全相同,常用全量程范围内最大的与满量程输出值之比的百分数表示其分辨能力,称为分辨率,用F表示,

3、分辨率：164、线性度(非线性误差)：理想测量系统的输入－输出关系应该是线性的,而实际测量系统并非如此.线性度是衡量测量系统的实际特性曲线与理想特性曲线之间符合程度.通常用仪表在全量程范围内的实际特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差与满量程输出值的百分比来表示.用表示，

显然,越小,系统线性度越好。4、线性度(非线性误差)：17输入输出满量程输出滞后差5、迟滞：

正行程：仪表的输入从量程下限增至上限的测量过程.反行程：仪表的输入从量程上限减至下限的测量过程.理想测量系统的输入-输出关系应该是单值的,但实际测量中对于同一输入量,在正、反行程其输出量往往不相等,称为迟滞。迟滞差值：同一输入量时,在正、反行程造成输出量的差值。

迟滞是由于仪表内部的摩擦力、间隙、机械材料、电气元件的滞后特性造成的。输入输出满量程输出滞后5、迟滞：186、零漂表示传感器在零输入的状态下,输出值的漂移.一般分为时间零漂(时漂),温度漂移(温漂)：1）时间零漂（时漂）一般指在规定时间内,在室温不变的条件下零输出的变化。对于有源的传感器,则是在标准的电源条件下,零输出的变化情况。2）温度漂移（温漂）大多传感器在温度变化时特性会有所变化。一般用零点温漂和灵敏度温漂来表示这种变化的程度,即温度每变化1℃,零点输出(或灵敏度)的变化值。可用变化值本身,或用变化值与满量程输出之比来表示。6、零漂19二)动态特性当输入随时间变化时,输出与输入之间的关系。由于仪表的惯性和阻尼,使得输入与输出不完全一致,两者的差异称为动态误差。如存在振幅误差和相位差。根据输入信号的不同形式，动态特性有以下几种：1、阶跃响应特性:输入为阶跃信号时,对应的输出特性称阶跃响应特性。当输入在某时刻突然阶跃到另一稳定状态,输出经过一段时间后才能达到输入对应值。响应状态三种情况:1)周期性阻尼波动:输出以衰减波动状态趋于输入,相当于欠阻尼情况2)无波动缓慢趋于输入量:相当于过阻尼情况3)无波动快速趋于输入量:相当于临界阻尼情况二)动态特性202、频率响应特性:输入为余弦信号,输出在开始阶段(过渡响应阶段)不是余弦信号,过渡响应部分随着时间而衰减、消失,在某一时刻进入稳态响应阶段,此时输出是余弦信号。频率响应研究在稳态阶段的输出与输入间的关系。当输入信号振幅一定时，输出信号振幅和相位差都随频率而变化。将(输出与输入)振幅比和相位差随频率的变化规律称为频率响应。2、频率响应特性:21第三节测量误差与测量精度一、真值与测量值

某一时刻,某一物理量客观存在的量值,称为真值,用表示。真值是未知量，测量目的是得到真值.通过测量仪器对该物理量检测得到的结果称为测量值,用表示。受测量方法、测量者、仪器、测试人员和环境条件等影响,实际上真值是难以测量到的,真值是纯理论上的定义值。第三节测量误差与测量精度22二、误差产生的主要因素

1)设备误差：由于仪器本身性能不完善所产生的测量误差.(精度、特性、安装、磨损等,误差的有一定规律）2)方法误差：测量方法或计算方法不完善所产生的测量误差。3)人为误差:测量者本身因素所带来的测量误差.(先天缺陷、心理状态、观察位置等）4）环境误差:当仪表使用时的实际环境条件与说明书给定的环境条件(压力、温度、湿度、振动、电磁场情况、电源电压)不符时,会产生误差。由于测量误差与仪表的环境条件密切相关,记录测量结果时,要记录环境条件。二、误差产生的主要因素23三、误差的分类

按误差的性质进行分类：1)系统误差：误差的量值是恒定的或按一定的规律变化的误差。前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。例如游标卡尺的测量头磨损,会使测量值始终偏小,存在着一个负的数值不变的误差。系统误差的大小表明测量值偏离真值的程度。在误差理论中,通常用“准确度”一词来表述。系统误差产生原因往往是可知的,其处理多属测量技术上的问题,可通过实验的方法加以消除,或通过引入修正值的方法加以修正。三、误差的分类242)随机误差(偶然误差):

相同条件,同一被测量重复测量时,即使系统误差被消除或修正后,每次的测量结果仍随机变化(变化量相当小)。随机误差的产生取决于测量中随机因素的影响。随机误差就个体而言是无规律的,不能通过实验的方法消除,但在等精度条件下,只要测量次数足够多,总体上服从一定的统计规律,可以从理论上估计随机误差对测量结果的影响。

随机误差的大小,表明了测量结果的分散程度。在误差理论中,常用“精密度”一词来表征。2)随机误差(偶然误差):253)粗大误差(过失误差):测量者在测量中的过失而产生显然与事实不符的误差。它具有明显的不合理性,这主要是由于测量人员的粗心大意引起的,该测量值必须剔除。误差处理：对于系统误差,校准仪表、或引入更正值；对于随机误差,多次测量,求取平均值；对于粗大误差数据,剔除之。3)粗大误差(过失误差):26四、测量误差的表示绝对误差、相对误差、引用误差1、绝对误差:测量值与被测量的真值之差。它表示误差在数值上的大小。

实际应用中,由于真值一般是未知的,通常用高一级仪器的测量值来代替。特点：1)与被测量具有同一量纲,其数值大小与所取的单位有关.2)能反映误差的大小和方向.3)当被测量大小不同时,不能确切反映测量的精确程度.四、测量误差的表示272、相对误差:

绝对误差与真值的比值。以百分比表示。

特点：1)是一个比值,其大小与被测量所取的单位无关.2)能反映误差的大小和方向.3)能够确却的反映测量的精确程度.对于相同的被测量,用绝对误差评价测量精度；对于不同的被测量,用相对误差评价测量精度.2、相对误差:283、引用误差:同一仪表,测量不同大小的被测量,其绝对误差变化不大,但相对误差却有很大变化.测量值越小,相对误差越大.一般用引用误差来表示仪表的准确性能.引用误差：绝对误差与仪表量限(满刻度值)的百分比.

引用误差实际就是仪表最大读数时的相对误差,也称为满刻度相对误差.特点：1)是一个比值，其大小与被测量所取单位无关.2)只与仪器量程的满度值（测量上限）有关,而与被测量的大小无关.3、引用误差:29当绝对误差取最大值时,引用误差为仪表的最大引用误差。通常按最大引用误差划分仪表精确度等级.

工程用仪器为0.5~4级,实验室用仪器为0.2~0.5级.当绝对误差取最大值时,引用误差为仪表的最大30[例]

用精度1.5级,量限为20MPa的压力表甲和精度0.4级,量限为100MPa的压力表乙分别测量某压力,读数皆为10MPa,试比较两次测量结果的准确性.[解]

甲表的最大绝对误差:最大相对误差:乙表的最大绝对误差:最大相对误差:仪表乙的精度虽高,但测量误差反而大(因为仪表精度一定时,量限越大的仪表最大绝对误差越大).因此,选仪表时应根据被测量的大小、兼顾精度等级和量程，通常要求仪表工作在满量程的2/3区域.[例]用精度1.5级,量限为20MPa的压力表甲和精度0.31第四节测量数据的表示一、有效数字1、基本概念有效数字和误差是两个不同的概念,两者密切联系.有效数字是针对测量精度提出的,其目的是使计算精度与测量精度一致.计算精度高于或低于测量精度都不恰当.测量和数值计算中,正确确定有效数字表示测量结果非常重要。不论测量结果还是计算结果,除末位数字是可疑的之外,其余各数字都应是可靠的,这样的一组数字称为有效数字.

第四节测量数据的表示32判断:测量仪器精度一定情况下,把测量值中小数点后的位数增多,就可提高其测量精度？因为：1)有效数字的位数与小数点的位置无关,小数点后的位数仅与所用的单位有关,小数点的位置并不决定测量精度的标准。如燃油重10.05公斤与0.01005吨,有效数字均为4位.2)任一测量均存在误差,计算结果的精度应与测量精度相适应,高或低都是错误的。判断:测量仪器精度一定情况下,把测量值中小数点后的位数增多,332、有效数字的基本法则：1)记录测量值时仅保留1位欠准数字。2)除另有规定外,通常有效数字的末位为欠准数字,表示末位数有正负一个单位的绝对误差。3)当有效数字确定后,其余数字按“舍入规则”处理.舍入规则:凡欠准数字后的第一位数大于5时,则须在欠准数字上加1;而小于5时,应舍弃不计;当等于5时,根据概率统计规律定为:欠准数字为奇数时,则加1;为偶数时,则舍弃不计。

2、有效数字的基本法则：344)加减法计算时,各数所保留的小数点后的位数,应与所给各数中小数点后的位数最少者相同.49.27-3.4=45.87=45.96)乘除法计算时,各因子保留的位数,以有效数字位数最少的为标准,所得积或商的准确度不应大于准确度最小的那个因子.

7)对数计算中,所取对数的位数应与真数的有效数字的位数相等.8)计算平均值时,若测量值的个数为4个或4个以上时,则平均值的有效数字可增加一位。9)在所有的计算中,常数等的有效数字位数是无限的,可根据需要取舍.4)加减法计算时,各数所保留的小数点后的位数,应与所给各数中35二、测量数据的表示方法1）三种常用的表示方法:图示法、列表法、解析法(经验公式)。2）基本要求:能确切地将被测量的变化规律反映出来并便于分析和应用.二、测量数据的表示方法361、列表法将被测量的数据按一定的规律归纳整理后列于一个或几个表格中。该方法简单、有效，数据具体,形式紧凑,便于对比。1、列表法372、图示法:用几何图形(曲线)把实验数据之间的关系形象地表示出来。优点:直观、便于比较,易于显示数据的极值点、转折点和变化规律,被广泛应用。图示法注意问题:1)坐标：常用直角坐标,坐标分度要与测量数据的精度适应;坐标分度值不一定从零开始,根据实验数据中自变量和因变量的最大、最小值确定，所做的图形占据坐标系的大部分。2)正确绘制曲线：曲线光滑均匀,只有少数转折点,一般无不连续点或奇异点;曲线尽量与所有点接近,不必通过各数据点,尤其是两端的点,曲线两侧的数据点应相等。3)标注要规范。坐标应标注单位。2、图示法:383、解析法测试数据有时进一步作数字运算，将实验数据用一个形式简单、结构紧凑的数学公式表示。数学公式是通过回归分析获得的。

回归分析是处理变量的相关关系的一种数理统计方法，对大量的测量数据进行处理，得出比较符合事物内部规律的数学公式-回归方程（经验公式）。

3、解析法39船舶柴油机测试技术一测量和误差分析温度检测压力检测流量检测液位检测转速、功率和扭矩检测排气成分及烟度的检测船舶柴油机测试技术40第一章测量和误差分析一、测量概述二、测量仪器的主要性能指标三、测量误差与测量精度四、测量数据的表示方法柴油机测试技术课件41第一节测量概述一、测量1、基本概念：测量是人们借助于专门设备，通过实验手段对客观事物的量获取数值的认识过程,包括测量的误差分析和数据处理等.测量可用下式表述：

-未知物理量;-测量单位;-未知物理量的数值

在实践中,往往需要知道某个物理量在某一时刻数值的大小,因而必须对它进行检测,所需检测的物理量称为被测参数或被测量。第一节测量概述422、主要研究内容测量原理、测量方法、测量系统、测量数据处理。3、在轮机工程中的应用1)过程监测：对过程参数的监测.例如,为了船舶安全、经济地航行,对船舶动力装置运行过程中的参数(如排气温度、冷却水温度、滑油压力、转速、气缸压力)进行间歇或连续的测量.2)过程控制：在自动控制系统中,测量环节是控制量输出的依据.(如为控制燃油以规定的粘度(12~25cSt)喷入燃烧室,测量燃油单元中黏度控制器内燃油的温度).2、主要研究内容434、柴油机被测参数:温度、压力、流量(耗量)、液位、转速、扭矩、排气成分、振动、噪声等。1）静态参数被测参数在整个测量过程中的数值大小不随时间变化。如：大气压力、稳定工况下的转速及排气温度等。2）动态参数被测参数在整个测量过程中的数值大小随时间变化。如：过渡工况下的转速、缸内压力、振动等。这些参数可以是周期信号，也可以是随机信号(每次测量结果都不相同,更不能预测，但多次测量结果具有共同的统计特性，可用概率统计特性来描述).4、柴油机被测参数:44二、测量方法

按测量结果产生的方式把测量方法分为：直接测量法、间接测量法、组合测量法。1)直接测量法:被测量的数值可直接从测量仪表获取。如：水银温度计测温度，弹簧管压力表测量压力。2)间接测量法:被测量的数值不能够直接从测量仪表读得,而是对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量，然后通过公式运算求得被测量。如柴油机有效输出功率：

二、测量方法453）组合测量法

利用直接测量和间接测量的数据求得被测量的方法.在组合测量中,未知量与已知量存在已知的函数关系,如：铂电阻测温时,电阻值与温度关系:为确定铂电阻的温度系数,首先需测得不同温度下的电阻值,再解联立方程组,得到a、b数值.3）组合测量法46三、测量系统为了测得某一被测物理量的值,总要使用若干个测量设备,并把它们按一定的方式组合起来。例如,测量水的流量,常用标准孔板获得与流量有关的差压信号,然后将差压信号输人差压流量变送器,经过转换、运算,变成电信号,再通过连接导线将电信号传送到显示仪表,显示出被测流量值。为实现一定的测量目的而将测量设备进行的组合称为测量系统。

如果脱离开具体的物理系统,任何一个测量系统都是由有限个具有一定基本功能的测量环节组成的。所谓测量环节是指建立输入和输出两种物理量之间某种函数关系的一个基本部件。三、测量系统47一般测量系统由四种基本环节组成:传感器、信号变换与调理元件、显示元件、传送元件。

1、传感器直接与被测对象发生联系,感知被测参数的变化,同时对外界发出相应的信号。须满足如下要求:仅随被测参数的变化而变化,不受其它非被测参数的干扰；它的输出信号与被测参数之间呈单值函数关系；测量过程中传感器应不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。

信号变换与调理传感器被测量(非电量)显示或记录电信号一般测量系统由四种基本环节组成:信号变换传感器被测量(非电量482、信号变换与调理元件实现传感器输入信号的再转换、放大或衰减、调制或解调、阻抗变换及运算等处理，使之成为便于显示、记录和控制的有用信号。如电桥电路、高阻抗输入电路、集成放大电路、振荡和脉冲调宽电路。

要求：性能稳定、精确度高、信息损失最小。柴油机测试技术课件493、显示元件直接与观测者发生联系,把信号不失真地显示出来，可以进行记录。三种基本形式：1）模拟式显示元件

常见结构是以指示器与标尺的相对位置来连续指示被测参数的值。记录时，以曲线形式给出数据。如示波器、波形记录仪等。结构简单、价格低、易产生视差。2）数字式显示元件直接以数字形式给出被测参数的值，不会产生视差。但直观性差、且有量化误差。记录时可打印输出数据。3）屏幕显示元件

既可模拟显示，也可数字显示，便于比较判断。3、显示元件504、传送元件

建立各测量环节输入、输出信号之间的联系。

传送元件可比较简单,也可相当复杂。导线、导管、光导纤维、无线电通信,都可作为传送元件的形式。传送元件一般较简单,容易被忽视。实际上,由于传送元件选择不当或安排不周,往往会造成信息能量损失、信号波形失真、引入干扰,使测量精度下降。如压力测量,导压管过长使传递信号受阻,产生传输迟延,影响动态压力测量精度。上述测量系统各组成部分的功能描述并不是唯一的,关键在于弄清它们在系统中的作用,同一元件在不同场合下可能使用不同的名称.4、传送元件51第2节测量仪器的主要性能指标测量仪器的性能质量很大程度上决定着测量结果的可靠程度。分为:静态特性、动态特性。一)静态特性指当输入信号不随时间变化(常量)时,其输出信号与输入信号之间的关系。主要指标：1、测量范围2、灵敏度3、分辨率4、线性度5、迟滞6、零漂第2节测量仪器的主要性能指标521、测量范围测量系统所能测量的最小输入量(下限)至最大输入量(上限)之间的范围。测量上限与下限代数差的绝对值称为仪器的量程。

如温度计,测量范围-200℃~+800℃,量程1000℃

被测量最好落在系统量程的2/3～3/4处。

量程太小则过载，太大则精度下降。1、测量范围532、灵敏度S：

输出信号的变化量与相应的输入信号变化量的比值。

对于线性系统,输出量与输入量的关系是直线,灵敏度就是直线的斜率。对于非线性系统，灵敏度随输入量而变化。

灵敏度是一个有因次的量,如压力传感器,输入量的单位是压力单位(MPa),输出量的单位是电压单位(mv),则灵敏度单位是mv/MPa。2、灵敏度S：543、分辨率：指仪表能测量到最小输入量变化的能力,即能引起输出量发生变化的最小输入变化量,用表示。由于仪表在全量程范围内,各测量区间的不完全相同,常用全量程范围内最大的与满量程输出值之比的百分数表示其分辨能力,称为分辨率,用F表示,

3、分辨率：554、线性度(非线性误差)：理想测量系统的输入－输出关系应该是线性的,而实际测量系统并非如此.线性度是衡量测量系统的实际特性曲线与理想特性曲线之间符合程度.通常用仪表在全量程范围内的实际特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差与满量程输出值的百分比来表示.用表示，

显然,越小,系统线性度越好。4、线性度(非线性误差)：56输入输出满量程输出滞后差5、迟滞：

正行程：仪表的输入从量程下限增至上限的测量过程.反行程：仪表的输入从量程上限减至下限的测量过程.理想测量系统的输入-输出关系应该是单值的,但实际测量中对于同一输入量,在正、反行程其输出量往往不相等,称为迟滞。迟滞差值：同一输入量时,在正、反行程造成输出量的差值。

迟滞是由于仪表内部的摩擦力、间隙、机械材料、电气元件的滞后特性造成的。输入输出满量程输出滞后5、迟滞：576、零漂表示传感器在零输入的状态下,输出值的漂移.一般分为时间零漂(时漂),温度漂移(温漂)：1）时间零漂（时漂）一般指在规定时间内,在室温不变的条件下零输出的变化。对于有源的传感器,则是在标准的电源条件下,零输出的变化情况。2）温度漂移（温漂）大多传感器在温度变化时特性会有所变化。一般用零点温漂和灵敏度温漂来表示这种变化的程度,即温度每变化1℃,零点输出(或灵敏度)的变化值。可用变化值本身,或用变化值与满量程输出之比来表示。6、零漂58二)动态特性当输入随时间变化时,输出与输入之间的关系。由于仪表的惯性和阻尼,使得输入与输出不完全一致,两者的差异称为动态误差。如存在振幅误差和相位差。根据输入信号的不同形式，动态特性有以下几种：1、阶跃响应特性:输入为阶跃信号时,对应的输出特性称阶跃响应特性。当输入在某时刻突然阶跃到另一稳定状态,输出经过一段时间后才能达到输入对应值。响应状态三种情况:1)周期性阻尼波动:输出以衰减波动状态趋于输入,相当于欠阻尼情况2)无波动缓慢趋于输入量:相当于过阻尼情况3)无波动快速趋于输入量:相当于临界阻尼情况二)动态特性592、频率响应特性:输入为余弦信号,输出在开始阶段(过渡响应阶段)不是余弦信号,过渡响应部分随着时间而衰减、消失,在某一时刻进入稳态响应阶段,此时输出是余弦信号。频率响应研究在稳态阶段的输出与输入间的关系。当输入信号振幅一定时，输出信号振幅和相位差都随频率而变化。将(输出与输入)振幅比和相位差随频率的变化规律称为频率响应。2、频率响应特性:60第三节测量误差与测量精度一、真值与测量值

某一时刻,某一物理量客观存在的量值,称为真值,用表示。真值是未知量，测量目的是得到真值.通过测量仪器对该物理量检测得到的结果称为测量值,用表示。受测量方法、测量者、仪器、测试人员和环境条件等影响,实际上真值是难以测量到的,真值是纯理论上的定义值。第三节测量误差与测量精度61二、误差产生的主要因素

1)设备误差：由于仪器本身性能不完善所产生的测量误差.(精度、特性、安装、磨损等,误差的有一定规律）2)方法误差：测量方法或计算方法不完善所产生的测量误差。3)人为误差:测量者本身因素所带来的测量误差.(先天缺陷、心理状态、观察位置等）4）环境误差:当仪表使用时的实际环境条件与说明书给定的环境条件(压力、温度、湿度、振动、电磁场情况、电源电压)不符时,会产生误差。由于测量误差与仪表的环境条件密切相关,记录测量结果时,要记录环境条件。二、误差产生的主要因素62三、误差的分类

按误差的性质进行分类：1)系统误差：误差的量值是恒定的或按一定的规律变化的误差。前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。例如游标卡尺的测量头磨损,会使测量值始终偏小,存在着一个负的数值不变的误差。系统误差的大小表明测量值偏离真值的程度。在误差理论中,通常用“准确度”一词来表述。系统误差产生原因往往是可知的,其处理多属测量技术上的问题,可通过实验的方法加以消除,或通过引入修正值的方法加以修正。三、误差的分类632)随机误差(偶然误差):

相同条件,同一被测量重复测量时,即使系统误差被消除或修正后,每次的测量结果仍随机变化(变化量相当小)。随机误差的产生取决于测量中随机因素的影响。随机误差就个体而言是无规律的,不能通过实验的方法消除,但在等精度条件下,只要测量次数足够多,总体上服从一定的统计规律,可以从理论上估计随机误差对测量结果的影响。

随机误差的大小,表明了测量结果的分散程度。在误差理论中,常用“精密度”一词来表征。2)随机误差(偶然误差):643)粗大误差(过失误差):测量者在测量中的过失而产生显然与事实不符的误差。它具有明显的不合理性,这主要是由于测量人员的粗心大意引起的,该测量值必须剔除。误差处理：对于系统误差,校准仪表、或引入更正值；对于随机误差,多次测量,求取平均值；对于粗大误差数据,剔除之。3)粗大误差(过失误差):65四、测量误差的表示绝对误差、相对误差、引用误差1、绝对误差:测量值与被测量的真值之差。它表示误差在数值上的大小。

实际应用中,由于真值一般是未知的,通常用高一级仪器的测量值来代替。特点：1)与被测量具有同一量纲,其数值大小与所取的单位有关.2)能反映误差的大小和方向.3)当被测量大小不同时,不能确切反映测量的精确程度.四、测量误差的表示662、相对误差:

绝对误差与真值的比值。以百分比表示。

特点：1)是一个比值,其大小与被测量所取的单位无关.2)能反映误差的大小和方向.3)能够确却的反映测量的精确程度.对于相同的被测量,用绝对误差评价测量精度；对于不同的被测量,用相对误差评价测量精度.2、相对误差:673、引用误差:同一仪表,测量不同大小的被测量,其绝对误差变化不大,但相对误差却有很大变化.测量值越小,相对误差越大.一般用引用误差来表示仪表的准确性能.引用误差：绝对误差与仪表量限(满刻度值)的百分比.

引用误差实际就是仪表最大读数时的相对误差,也称为满刻度相对误差.特点：1)是一个比值，其大小与被测量所取单位无关.2)只与仪器量程的满度值（测量上限）有关,而与被测量的大小无关.3、引用误差:68当绝对误差取最大值时,引用误差为仪表的最大引用误差。通常按最大引用误差划分仪表精确度等级.

工程用仪器为0.5~4级,实验室用仪器为0.2~0.5级.当绝对误差取最大值时,引用误差为仪表的最大69[例]

用精度1.5级,量限为20MPa的压力表甲和精度0.4级,量限为100MPa的压力表乙分别测量某压力,读数皆为10MPa,试比较两次测量结果的准确性.[解]

甲表的最大绝对误差:最大相对误差:乙表的最大绝对误差:最大相对误差:仪表乙的精度虽高,但测量误差反而大(因为仪表精度一定时,量限越大的仪表最大绝对误差越大).因此,选仪表时应根据被测量的大小、兼顾精度等级和量程，通常要求仪表工作在满量程的