第篇测量基础演示文稿

第篇测量基础演示文稿现在是1页\一共有45页\编辑于星期五优选第篇测量基础现在是2页\一共有45页\编辑于星期五一、测量过程与测量仪表什么是测量？2测量是用实验的方法,求出某个量的大小。

用一个已知量与被测量进行比较，收集信息的过程：A=gUxg:测量比值Ux:测量单位

举例测一段导线的长度直接测量间接测量现在是3页\一共有45页\编辑于星期五2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，而测量仪表就是实现这种比较的工具。测量与评价的联系及区别？？一、测量过程与测量仪表现在是4页\一共有45页\编辑于星期五2测量方法：1、根据测量方式分：直接测量（测量直接得到的结果）与间接测量（不能直接得到结果，需经过一定运算）。2、根据接触方式分：接触式测量与非接触式测量。3、根据平衡方式分：平衡式（指零式）与非平衡式（偏差式）一、测量过程与测量仪表现在是5页\一共有45页\编辑于星期五2

测量的第一过程是指出能量的形式进行一次或多次转换的过程。在这一过程中，一般包含四个环节。即：一次敏感元件的感受过程，能量变换过程，信息处理过程和信号传输过程。而测量的第二过程是被测参数与测量单位的比较过程。一般应包括测量电路以及相应的测量单位进行比较的显示装置两部分组成。一个检测系统，除被测对象外，共包括上述的两个过程和六个部分。但是具体到某一个实际检测系统而言，一般说来两个过程是必不可少的。但不一定都有六个部分，其中一次敏感元件和显示装置是构成检测系统所必须的。测量过程1．能量形式的一次或多次转换过程。2．将被测参数与相应的测量单位进行比较的过程一、测量过程与测量仪表现在是6页\一共有45页\编辑于星期五2

举例：1.玻璃水银温度计测量水温。这里水银是敏感元件，玻璃上的标准刻度即为显示装置。这个检测过程包括两个阶段。一是水银受热，水银柱升高，从而将感知的热能转换成水银柱位能的过程。这就是能量形式的一次转换。温度读数，则是拿水银柱高度与玻璃上标准温度刻度进行比较的过程，这也就是测量的第二过程。所以我们说，一个测量系统的两个过程和传感器、显示装置两个部分是不可缺少的。指出：以上举例是在一个测量装置中同时包含了两个测量过程和几个测量部分的实例，但在工业实际中，更多的还是应用几个独立的测量部分，构成一个测量系统，来实现对某一过程参数的检测。一、测量过程与测量仪表现在是7页\一共有45页\编辑于星期五2

用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号的仪表通常称为传感器。当传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号时，通常称为变送器。测量仪表一、测量过程与测量仪表现在是8页\一共有45页\编辑于星期五2测量仪表的两类结构开环结构：全部信息变换只沿着一个方向进行。闭环结构：有两个变换回路，一个为正向变换回路，另一个为反向变换回路。一、测量过程与测量仪表现在是9页\一共有45页\编辑于星期五二、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。误差=测量值-真实值由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表（精度较低）和标准表（精度较高）在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。

测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类：系统误差疏忽误差随机误差3现在是10页\一共有45页\编辑于星期五系统误差：指对同一被测参数进行多次重复测量时所出现的数值大小和符号都相同的误差，或按一定的规律（如：线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差称为系统误差。产生系统误差的原因：仪表的工作原理不完善、仪表本身的材料、零部件、工艺等方面的缺陷，测量中使用仪表的方法不当、测量者有不良的读数习惯等。个读数之差。

指出：总之系统误差一般是可以设法消除或减小的。但发现或寻找这一规律有时是很困难的。例：如用称度量物体的重量，称盘的重量已有2两，则称出的结果总是比实际少2两。3二、测量误差现在是11页\一共有45页\编辑于星期五疏忽误差：一种显然与事实不符的误差。特点：一般无规律可循。原因：多由操作者疏忽造成。如：过度疲劳，马虎造成。指出：含有该误差的测量结果毫无意义，应尽量避免。此类误差又常称为粗大误差。举例：测交流电压：实测221V，记成2210V，显然谬误。3二、测量误差现在是12页\一共有45页\编辑于星期五随机误差（又称偶然误差）：指一种服从统计规律的误差。是由于某些偶然因素所引起的。而这些因素又多是我们尚未认识的原因或人们目前尚无法控制的某些因素。如：电子线路中的噪声干扰等。由这些因素所造成的误差，其在数值的大小和性质上都不固定，难以事先消除，但其在总体上都服从一定的统计规律。特点：该误差不能通过校正的方法加以消除，但可以从理论上估计其对检测结果的影响。随机误差只能通过理论的方法估计其对测量结果的影响，而无法从本质上消除。指出：在测量过程中出现的误差有时与使用仪器的方法有关。3二、测量误差现在是13页\一共有45页\编辑于星期五绝对误差xI：仪表指示值,xt：被测量的真值由于真值无法得到

x：被校表的读数值，x0：标准表的读数值

相对误差4二、测量误差现在是14页\一共有45页\编辑于星期五引用误差（相对百分误差）回差（变差）4变差产生原因：传动机构间隙，弹性元件滞后。二、测量误差现在是15页\一共有45页\编辑于星期五三、检测仪表的品质指标51.测量仪表的准确度（精确度）说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ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Δmax。

两大影响因素绝对误差和仪表的标尺范围现在是16页\一共有45页\编辑于星期五相对百分误差δ允许误差6三、检测仪表的品质指标现在是17页\一共有45页\编辑于星期五

仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的δ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7三、检测仪表的品质指标现在是18页\一共有45页\编辑于星期五8举例例1-1某台测温仪表的测温范围为200~700℃，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

该仪表的相对百分误差为

如果将该仪表的δ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。三、检测仪表的品质指标现在是19页\一共有45页\编辑于星期五9仪表的准确度等级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1.51.0如：三、检测仪表的品质指标现在是20页\一共有45页\编辑于星期五注意

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。

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根据仪表校验数据来确定仪表精度等级和根据工艺要求来选择仪表精度等级，情况是不一样的。根据仪表校验数据来确定仪表精度等级时，仪表的允许误差应该大于（至少等于）仪表校验所得的相对百分误差；根据工艺要求来选择仪表精度等级时，仪表的允许误差应该小于（至多等于）工艺上所允许的最大相对百分误差。三、检测仪表的品质指标现在是21页\一共有45页\编辑于星期五2.检测仪表的恒定度

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仪表的变差不能超出仪表的允许误差，否则应及时检修。三、检测仪表的品质指标现在是22页\一共有45页\编辑于星期五注意10

精度（精确度）是精密度（系统误差）和准确度（随机误差）的综合。精度是反映仪表性能优劣程度的最主要指标。精度由允许误差和变差h确定，仪表出厂要求：三、检测仪表的品质指标现在是23页\一共有45页\编辑于星期五123.灵敏度与灵敏限

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

式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移；Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。

仪表的灵敏限是指能引起仪表指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：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。

三、检测仪表的品质指标现在是24页\一共有45页\编辑于星期五12分辨率

对于数字式仪表，分辨率是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。

不同量程的分辨率是不同的，相应于最低量程的分辨率称为该表的最高分辨率，也叫灵敏度。通常以最高分辨率作为数字电压表的分辨率指标。分辨率与仪表的有效数字位数有关。三、检测仪表的品质指标现在是25页\一共有45页\编辑于星期五134.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。三、检测仪表的品质指标现在是26页\一共有45页\编辑于星期五145.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，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax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）。三、检测仪表的品质指标现在是27页\一共有45页\编辑于星期五

6.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特性曲线不一致的程度。若标定的特性曲线一致,重复性就好,重复性误差就小。图1-3重复性示意图15三、检测仪表的品质指标现在是28页\一共有45页\编辑于星期五191.按仪表使用的能源分类气动仪表、电动仪表、液动仪表

以电为能源，信号之间联系比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于与计算机联用；现在电动仪表可以做到防火、防爆，更有利于电动仪表的安全使用。

一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁场、放射性等环境影响。

优点缺点常用四、工业仪表的分类现在是29页\一共有45页\编辑于星期五202.按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类

检测仪表

作用是获取信息，并进行适当的转换。

显示仪表

作用是将由检测仪表获得的信息显示出来。

集中控制装置

包括各种巡回检测仪、巡回控制仪等。控制仪表

可以根据需要对输入信号进行各种运算。

执行器

可以接受控制仪表的输出信号或直接来自操作员的指令，对生产过程进行操作或控制。四、工业仪表的分类现在是30页\一共有45页\编辑于星期五图3-3各类仪表的作用21四、工业仪表的分类现在是31页\一共有45页\编辑于星期五223.按仪表的组成形式分类

基地式仪表特点是将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，形成一个整体。这种仪表比较适于在现场做就地检测和控制，但不能实现多种参数的集中显示与控制。这在一定程度上限制了基地式仪表的应用范围。分为基地式仪表和单元组合仪表

四、工业仪表的分类现在是32页\一共有45页\编辑于星期五

化工生产中的单元组合仪表有电动单元组合仪表和气动单元组合仪表两种。国产的电动单元组合仪表简称DDZ仪表；气动单元组合仪表简称QDZ仪表。注意

单元组合仪表是将对参数的测量及其变送、显示、控制等各部分，分别制成能独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）。这些单元之间以统一的标准信号互相联系，可以根据不同要求，方便地将各单元任意组合成各种控制系统，适用性和灵活性都很好。23四、工业仪表的分类现在是33页\一共有45页\编辑于星期五五、检测系统中的信号作用于检测装置输入端的被测信号，通常要转换成以下几种便于传输和显示的信号类型1.位移信号2.压力信号3.电气信号4.光信号161.常见信号类型

现在是34页\一共有45页\编辑于星期五位移信号：是一种机械信号，包括直线位移和角位移。在测量力、压力、质量、振动等物理量时，要先把它们转换成位移量再处理。压力信号：包括气压信号和液压信号，工业检测中主要应用气压信号。电气信号：有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率信号等。传送快、滞后小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。光信号：包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、莫尔条纹信号等。可是连续得，也可是断续（脉冲）式的。1.常见信号类型

五、检测系统中的信号现在是35页\一共有45页\编辑于星期五

模拟信号

在时间上是连续变化的,即在任何瞬时都可以确定其数值的信号。可以变换为电信号，即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。数字信号

数字信号是一种以离散形式出现的不连续信号,通常用二进制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。数字信号变换成电信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。连续变化的工艺参数（模拟信号）可以通过数字式传感器直接转换成数字信号。然而，大多数情况是首先把这些参数变换成电形式的模拟信号，然后再利用模拟-数字（A/D）转换技术把电模拟量转换成数字量。将一个模拟信号转换为数字信号时，必须用一定的计量单位使连续参数整量化，即用最接近的离散值（数字量）来近似表示连续量的大小。由于数字量只能增大或减小一个单位，所以，计量单位越小，整量化所造成的误差也就越小。172.信号传递形式

现在是36页\一共有45页\编辑于星期五

开关信号

用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。例如：用水银触点温度计来检测温度的变化时，可利用水银触点的“断开”与“闭合”来判断温度是否达到给定值。在自动检测技术中，利用开关式传感器（如干簧管、电触点式传感器）可以将模拟信号变换成开关信号。172.信号传递形式

现在是37页\一共有45页\编辑于星期五六、检测仪表与测量方法的分类

1.检测仪表的分类①依据所测参数的不同,可分成压力(包括差压、负压)检测仪表、流量检测仪表、物位(液位)检测仪表、温度检测仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。②按表达示数的方式不同,可分成指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等。③按精度等级及使用场合的不同,可分为实用仪表、范型仪表和标准仪表,分别使用在现场、实验室和标定室。

18现在是38页\一共有45页\编辑于星期五2.测量方法的分类按照测量结果的获得过程

直接测量

间接测量

19六、检测仪表与测量方法的分类现在是39页\一共有45页\编辑于星期五

（1）直接测量

利用经过标定的仪表对被测参数进行测量，直接从显示结果获得被测参数的具体数值的测量方法。

根据被测参数获得方式的不同，直接测量又有偏差法与平衡法（零位法）之分。除此之外,还有一种将平衡法与偏差法结合起来的微差法

20六、检测仪表与测量方法的分类现在是40页\一共有45页\编辑于星期五（2）间接测量

当被测量不宜直接测量时,可以通过测量与被测量有关的几个相关量后,再经过计算来确定被测量的大小。

21六、检测仪表与测量方法的分类现在是41页\一共有45页\编辑于星期五七、检测技术的发展趋势1.检测技术的现代化2.检测仪表的集成化、数字化、智能化

3.软测量技术和虚拟仪器2