中国石油大学化工检测仪表第二章-检测技术基础精讲.ppt

1、第二章检测技术基础，测量和测量方法测量误差测量仪的性能指标测量不确定性概要，第一节测量方法，定义：使用试验方法，比较测量对象参数(测量)和标准量(测量)，确定测量对象大小。1，测量的概念，第一节测量方法，2，测量方法，间接测量是直接测量与测量的函数关系相关的多个物理量，然后通过表示函数关系的公式、曲线或表求出未知量的测量方法。1 .根据测量方法划分。例如：光标卡尺长，体温监测体温。例：曹冲像就是牙齿原理。特征：方便，直接测量不方便，或者间接测量的结果比直接测量更准确。矩形面积A=L(长度)B(宽度)，1节测量方法，2。按接触方式，接触式测量仪，特点：精度高，应用广泛，测量范围广，使用方便，价钱

2、价格便宜。接触测量、接触测量、非接触测量、第一种测量方法、非接触测量仪的任何部分都不与测试的介质接触。特性：流体特性破坏渡边杏盒，测试的介质接触渡边杏盒。主要用于高温、高压、毒物等场合。射线水位计、超声波流量计、红外辐射温度计、第一种测量方法、K1、K2、K3的所有部分都受到干扰，影响最终测量结果。1 .开环结构，输出和输入的关系如下：K1传感元件的传递系数K2传输放大部分的传递系数；K3显示部分传递系数。y=k1 k2 k3 x=k1 K x，K=K2 K3，3，仪器的配置，检测(检测)组件，传输放大和三个茄子基本组件显示开放循环和闭环两个茄子结构。2 .闭环结构、输出和输入关系：K=k2k

3、3 1，第一节测量方法，K2，k3影响消除，K2，K3，Kf，K1，(1)仪表检测元件不同，因此(2)仪表的放大是很多电路，(3)重点介绍基本测量原理、特点、正确的选择方法、使用和维护。找出第二次测量误差，测量误差=测量值-实际值，误差分类：系统误差：米零误差，测量条件变化，设备内部变更的原因，消除结果修正。方向性，随机误差：受外部随机干扰的影响符合统计规律。增加测量次数，平均，就可以减少。没有方向性，粗误差：由于操作员的粗心、故意或仪器故障等原因没有意义。应尽量避免和消除。1 .测量误差的定义，第三节仪表的性能指标，示例1-1:体温计的测量范围通常为35-42，范围为42-35=7，(1)测

4、量范围和范围L:测量范围：Lmin Lmax，测量范围，仪表的测量范围测量范围必须包含总的测量目标变量范围。太小：某些点无法测量。太大：具有相同精度的仪表，测量误差增加。示例1-2:两个不同范围的温度计测量相同的点温度。哪个是正确的？表1: 0-200，实际温度100，测量值102 Y=2表2: 0-300，实际温度100，测量值99；Y=-1，(2)绝对误差和相对误差，1。绝对误差y:测量值与实际值之差，特性： 1)单位；有方向性。3)反应计一点的测量性能不能完全反映仪表在整个测量范围内的性能好坏。y-测量值y0 -实际值(标准值)。要知道实际值很难，一般用标准表代替精度更高的仪表的指示值。

5、表2在测量100(相同点)时更准确，只能表示牙齿点的测量性能，不能表示仪表(温度计)的整体性能的优劣。，用于评估仪器在特定时间点的测量性能。示例1-3:两个不同范围的温度计测量不同的点温度。哪个是正确的？表1: 0-500，实际温度300，测量值302 Y=2表23360 0-300，实际温度100，测量值98。Y=-2，表1:=(302-300)/300100%=0.67%，表2:=(98-100)/100100%=-2%，特征：用于从相同/不同仪表的两个茄子不同点评估测量性能。1)无单位2)有方向性。3)反应系统某些点的测量性能不能全面反映仪表性能的好坏。2 .相对误差，如果两个仪器的绝对

6、误差相同，那么大量仪器的引用误差较小。(示例1-3)表1:=(302-300)/500100%=0.4%表23360=(98-100)/300100%=-；有方向性。3)能相对准确地反映仪表的整体性能。发生传动机构间隙、运动部件摩擦、弹性零部件延迟等原因：牙齿。(4)差(变分)H，在相同条件下使用相同米测量参数正数，行程时，收入表表示值之间的差。hmax可以反映仪表的整体性能。显示x正(上)行程；显示x翻转(下图)行程。特征： 1)无单位；2)没有方向性。3)能反映仪表的整体性能。(5)精度和精度级别、1精度、2精度、3精度(精度)、图(a):精度高，精度低。在相同条件下多次测量，并测量测量测

7、量值(显示值)之间的一致性。反映从误差角度测量的值的随机误差。测量值与“true”的接近程度。反映测量值的系统错误。精度和准确度的合成。从测量误差角度，随机误差和系统误差的综合反映。图(b):精度高，精度低。图(c):精度和精度都很高。即，精度(精度)高，(1)通过实验方法测量或验证，获得上下测试数据。(2)根据测试数据计算max和hmax。国家规定了精度等级系列，应根据等级规定系列来决定。(3)精度确定方法：由max、hmax和国家/地区规定的精度级别确定。Q可以移除和符号。其值是精度(必须考虑精度等级)。允许仪表厂规定错误的最大允许值；Max、hmax仪表本身的实际最大参考误差，变化。1，

8、1.5，(1.6)，2，2.5，(3)，4，5 10n n n为整数，例如-1，-2，0，n -5，范例1-43360在牙齿出货之前，允许的max，允许的hmax，如果精度在国家规定的细节级别上找不到怎么办？低侧(大数字)，0.005；0.02；0.05；0.1；0.2；0.25；0.4；0.5；1.0；1.5；2.5、某仪表厂生产温度测量范围200700、精度1.0的温度测量仪，验证时最大绝对误差为4、最大6，以确保通过。范例1-5:解析：牙齿表格中的最大参考错误为：因此，牙齿表不合格。(7)重复性，(6)灵敏度：测量仪对测量的变化的反应能力。后退，下一页，上一页，仪表的其他性能指标，(8)

9、分辨率：有效区分的最小视觉差异。仪表更改最小范围内最后一个数字表示的物理值。模拟米：最小刻度单元值的一半(最小单元值不能小于最大允许绝对误差)。例如：4位数数字电压表，如果最小范围的总值为2V，那么数字电压表的分辨率是多少？1mV，数字仪表能够可靠显示的位数越多，分辨率越高。数字仪表：最小有效数字更改一个字表示的值。，0.1kPa，(9)死区： (也称为不敏感区域)在测量范围开始处，输入量的变化不会引起仪表输出能够检测到变化的输入变化的有限区间。表示为输入范围的百分比。(10)找出响应特性和反应时间、错误分类：系统错误：仪表零错误、测量条件变更、设备内部变更的原因，消除结果修正。方向性，随机误

10、差：受外部随机干扰的影响符合统计规律。增加测量次数，平均，就可以减少。没有方向性，粗误差：由于操作员的粗心、故意或仪器故障等原因没有意义。应尽量避免和消除。4节随机误差处理测量不确定性表示，使用上述测量仪进行实际工艺参数测量时，通常使用单个测量作为测量结果。测量误差(绝对误差，相对误差)通常使用仪表的最大误差范围(精度)来获得。仪表细节级别，L，max，hmax示例：温度计对温度进行了一次测量，结果为37.20.5，4节随机误差处理-测量不确定性表示，测量的X，重复条件或再现性条件下的N次(有限时间)独立重复观测，观测为XI。如何衡量“真”？牙齿测量“真正的价值”可靠性(质量)如何评价？定义测

11、量不确定性：合理赋予“表征测量值的分散性，与测量结果相关联的参数”。意思是对测量结果的可靠性、有效性的怀疑或不确定性(可靠度)牙齿测量结果的质量进行定量说明的参数之一。如何衡量“真”？这里有两个茄子问题需要解决。如何理解测量不确定性？测量不确定性是“描述信任级别的间隔的半宽”。也就是说，测量不确定度必须表示为(1)测量不确定度的大小，即置信区间半宽的两个数字。(2)信任水平(或信任概率)表示测量结果落在该区间的确定程度。例如，多次测量标准温度相同的温度，结果为37.20.05，置信概率99，最佳估计，置信区间，置信水平，理想情况：随机变量X的值，概率p=99.73%，概率，(1)测量估计：数学

12、期望是测量的实际值即，(2)标准不确定性估计为标准偏差，表示方差范围(间隔)。但是，在实际测量中，N是有限测量，测量不确定性的分类，a类，小写英文字母u(斜体)是大写英文字母u(斜体)直接测量，间接测量，扩展置信区间，包含信任的概率，标准偏差表示，(1)标准不确定性a类评估，测量的x，重复条件或再现，U反映测量结果的方差程度、自由度、n1、算术平均值的实验(样本)标准偏差表示的测量不确定性(标准不确定性):2、样本平均值的实验标准偏差。通常，使用独立观测列中的算术平均数(样例)作为测量结果的最佳估计值。、定义：根据经验和数据以及假定的概率分布(先验概率分布)估计标准偏差。也就是说，远视数据不是

13、完全来自观察列(实验结果)的数据处理，而是根据以前的数据或其他信息估计包含主观识别的组件，(2)在标准不确定性B等级、测量值没有重复测量的情况下，其标准不确定性只能根据与影响量变化相关的所有信息进行评估。b类标准不确定性信息：对科举测量数据的数据和机器特性的理解，以及知识制造商的规格校准证明提供的数据来自手册或部分资料的参考数据和不确定性。基于科学判断(专家经验判断)信息的情况也经常通过统计方法得到。(1)如果没有其他信息，通常估计为均匀分布()。(2)如果测量的Xi的可能值出现在A A范围中心附近的概率大于接近区间的边界，则建议用三角形分布进行估计。(3)合成标准不确定性测量，在实际测量中不

14、能直接测量大量，或者直接测量不能保证准确性，因此需要间接测量。范例：面积测量M=LW间接测量必须考虑每个测量的关系。间接测量y的一般函数格式为y=f(x1，x2，x3 .xn)格式。其中x是直接测量的数量。y的合成标准不确定性：当测量结果被多个不同的测量值评估时，测量结果的合成标准不确定性等于这些正方差和协方差加权总和的正平方根。(c)合成标准不确定度评估，示例2:已知矩形面积的长度和宽度测量结果如下：l: 3.5、3.4、3.3厘米w: 6.3、6.5、6.5厘米查找面积步骤1:创建数学模型面积A=LW步骤2:步骤3:确定输入量L、W的A类标准不确定性；(4)测量扩展标准不确定性，(4)，K值通常包含23，U=KUC (Y)，K3360乘以合成标准不确定性的数值系数。包含系数的值决定了扩展不确