第一講自動(dòng)控制系統(tǒng)與測(cè)量的基本概念

1、1電氣測(cè)試技術(shù)主講：主講： 劉志成劉志成 自動(dòng)化系自動(dòng)化系2電氣測(cè)試技術(shù) 什么是自動(dòng)化？什么是自動(dòng)化？ 儀表與自動(dòng)化的關(guān)系？?jī)x表與自動(dòng)化的關(guān)系？ 測(cè)量?jī)x表在自動(dòng)化中的地位？測(cè)量?jī)x表在自動(dòng)化中的地位？ 測(cè)量的基本知識(shí)測(cè)量的基本知識(shí) 3自動(dòng)化的概念n工業(yè)自動(dòng)化的概念：工業(yè)自動(dòng)化的概念： 工業(yè)自動(dòng)化是化工、煉油、食品、工業(yè)自動(dòng)化是化工、煉油、食品、輕工、電力等流程工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)輕工、電力等流程工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱。在生產(chǎn)設(shè)備上，配上一些化的簡(jiǎn)稱。在生產(chǎn)設(shè)備上，配上一些自動(dòng)化裝置（儀表），代替操作人員自動(dòng)化裝置（儀表），代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度

2、上自動(dòng)地進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，上自動(dòng)地進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，這種用自動(dòng)化裝置來管理生產(chǎn)過程的這種用自動(dòng)化裝置來管理生產(chǎn)過程的辦法，稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。辦法，稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。4自動(dòng)化的概念n 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，煉油、化工、冶金、電力、生物、煉油、化工、冶金、電力、生物、制藥等工業(yè)過程的生產(chǎn)規(guī)模越來越制藥等工業(yè)過程的生產(chǎn)規(guī)模越來越大型化、復(fù)雜化，各種類型的自動(dòng)大型化、復(fù)雜化，各種類型的自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)控制技術(shù)已經(jīng)成了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的基本現(xiàn)安全、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的基本條件和重要保證條件和重要保證5自動(dòng)化的概念進(jìn)進(jìn)

3、料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器6自動(dòng)化的概念進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器 進(jìn)進(jìn)料料口口執(zhí)執(zhí)行行器器變變送送器器7自動(dòng)化的概念 系統(tǒng)：由相互聯(lián)系的系統(tǒng)：由相互聯(lián)系的 具有特定功能的具有特定功能的 若若干部分干部分(環(huán)節(jié)環(huán)節(jié))組成的組成的 完成一定任務(wù)的完成一定任務(wù)的整體整體。 強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)整體性和協(xié)調(diào)性整體性和協(xié)調(diào)性8自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成1 、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成 (1)、被控對(duì)象：生產(chǎn)中要求控制的生產(chǎn)設(shè)備（或過程）； (2)、測(cè)量元件或變送器：對(duì)被控參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的儀表； (3)、控制器：把被控參數(shù)的測(cè)量值與給定值相減得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)

4、律算出結(jié)果，同時(shí)將此結(jié)果送給調(diào)節(jié)閥； (4)、調(diào)節(jié)閥：根據(jù)調(diào)節(jié)器送來的信號(hào)的大小，自動(dòng)改變閥的開啟度，調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，實(shí)現(xiàn)控制的目的。9自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及方塊圖自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及方塊圖2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的有關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)的有關(guān)名詞術(shù)語(yǔ) （1 1）被控對(duì)象（受控對(duì)象）；）被控對(duì)象（受控對(duì)象）； （2 2）被控變量（受控變量）：控制對(duì)象內(nèi)要求以一定的）被控變量（受控變量）：控制對(duì)象內(nèi)要求以一定的精度保持恒定或隨某一參數(shù)（給定值）的變化而變化的精度保持恒定或隨某一參數(shù)（給定值）的變化而變化的變量；變量； （3 3）給定值：要求被控參數(shù)所保持或遵循的數(shù)值）給定值：要求被控參數(shù)所保持或

5、遵循的數(shù)值 （4 4）偏差：給定值與測(cè)量值的差值）偏差：給定值與測(cè)量值的差值 （5 5）干擾：影響被控變量，使其偏離給定值的因素）干擾：影響被控變量，使其偏離給定值的因素 （6 6）操縱變量：影響被控變量，克服干擾使被控變量回）操縱變量：影響被控變量，克服干擾使被控變量回到給定值的（調(diào)節(jié)閥的輸出）；到給定值的（調(diào)節(jié)閥的輸出）； （7 7）控制作用：控制器的輸出）控制作用：控制器的輸出10自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過程3、自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過程 以換熱器系統(tǒng)為例凝液蒸汽TC11自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量4 4、影響控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的主要因素、影響控制

6、系統(tǒng)控制質(zhì)量的主要因素 被控對(duì)象是核心 測(cè)量?jī)x表是基礎(chǔ) 控制器是靈魂 調(diào)節(jié)閥（執(zhí)行器）是關(guān)鍵12常見的測(cè)控參數(shù)：常見的測(cè)控參數(shù)：T、P、L、F、A（五大參數(shù)） 5.測(cè)控儀表的分類：測(cè)控儀表的分類：變送器（傳感器）、執(zhí)行器、控制器三大類 *TPPLFA溫度 ：溫度變送器（熱電偶、熱電阻、集成溫度傳感器）壓力 ：壓力變送器差壓：差壓變送器變送器液位 ：差壓變送器流量 ：流量變送器（電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)）成份 ：成份分析儀（在線、離線）0 1 0 0 %/O nO ff電 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 閥能 源 （ 動(dòng) 力 ）氣 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 閥執(zhí) 行 器連 續(xù)： 調(diào) 節(jié) 閥工 作 方 式通 斷： 開 關(guān)

7、 閥控制器：常規(guī)調(diào)節(jié)器、智能調(diào)節(jié)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 13被測(cè)變量檢測(cè)環(huán)節(jié)參數(shù)測(cè)量的基本過程被測(cè)對(duì)象傳送放大環(huán)節(jié)顯示環(huán)節(jié) 測(cè)量是以確定被測(cè)量的量值為目的測(cè)量是以確定被測(cè)量的量值為目的 的的 一組操作；一組操作； 量值一般是由一個(gè)數(shù)量值一般是由一個(gè)數(shù)乘乘計(jì)量單位所表示的特定量的大小；計(jì)量單位所表示的特定量的大??； 真值是指被測(cè)量的真實(shí)值。真值是指被測(cè)量的真實(shí)值。14被測(cè)變量檢測(cè)環(huán)節(jié)參數(shù)測(cè)量的基本過程被測(cè)對(duì)象傳送放大環(huán)節(jié)顯示環(huán)節(jié)15送往顯示儀表，指送往顯示儀表，指示或記錄工藝變量，或同時(shí)送往控制器對(duì)被控變量進(jìn)行示或記錄工藝變量，或同時(shí)送往控制器對(duì)被控變量進(jìn)行控制?？刂?。16檢測(cè)檢測(cè)實(shí)施正確控制的第一步實(shí)

8、施正確控制的第一步變送變送將檢測(cè)元件輸出的各種信號(hào)、微將檢測(cè)元件輸出的各種信號(hào)、微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一統(tǒng)一(標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))的電氣信號(hào)的電氣信號(hào)。顯示或記錄顯示或記錄靜態(tài)：靜態(tài)：正確正確 y(t) 正確反映正確反映 c(t)的值的值 可靠可靠長(zhǎng)期工作長(zhǎng)期工作動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：迅速迅速y(t)迅速反映迅速反映c(t)的變化的變化過程控制對(duì)檢測(cè)儀表要求過程控制對(duì)檢測(cè)儀表要求：17測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 一、測(cè)量過程的實(shí)質(zhì)與測(cè)量誤差一、測(cè)量過程的實(shí)質(zhì)與測(cè)量誤差 （以溫度，電阻測(cè)量為例說明）以溫度，電阻測(cè)量為例說明） 1、測(cè)量過程實(shí)質(zhì)上是被測(cè)參數(shù)信號(hào)能量形、測(cè)量過程實(shí)質(zhì)上是被測(cè)參數(shù)信號(hào)能量形式的一次

9、或多次不斷變化或傳送，并將被式的一次或多次不斷變化或傳送，并將被測(cè)參數(shù)與相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程，測(cè)參數(shù)與相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程，而測(cè)量?jī)x表就是實(shí)現(xiàn)變換、比較的工具。而測(cè)量?jī)x表就是實(shí)現(xiàn)變換、比較的工具。18測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 2、 測(cè)量誤差測(cè)量誤差: 是被測(cè)量的真值與測(cè)量值的差值。是被測(cè)量的真值與測(cè)量值的差值。 有測(cè)量就有誤差。有測(cè)量就有誤差。 （1）誤差產(chǎn)生的原因；）誤差產(chǎn)生的原因； （2）誤差的特點(diǎn)及分類；）誤差的特點(diǎn)及分類； （3）誤差的表示方法：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差）誤差的表示方法：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差 （4）誤差的計(jì)算方法：真值的求取（算術(shù)平均值）誤差的計(jì)算方法：真值

10、的求?。ㄋ阈g(shù)平均值或標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)）或標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)） 19測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念（1）誤差產(chǎn)生的原因：）誤差產(chǎn)生的原因： a 測(cè)量?jī)x表的基本特性誤差是由測(cè)量?jī)x表的測(cè)量?jī)x表的基本特性誤差是由測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)原因造成的，它反映了設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)原因造成的，它反映了設(shè)計(jì)方面的方法誤差和結(jié)構(gòu)工作原理有關(guān)的誤差。面的方法誤差和結(jié)構(gòu)工作原理有關(guān)的誤差。 在生產(chǎn)方面有零部件加工誤差、裝配誤差在生產(chǎn)方面有零部件加工誤差、裝配誤差和測(cè)量方法誤差等。也就是說，基本特性和測(cè)量方法誤差等。也就是說，基本特性誤差是由于傳感器本身質(zhì)量不高的因素造誤差是由于傳感器本身質(zhì)量不高的因素造成的，只有排除或減小各項(xiàng)誤差因素

11、，才成的，只有排除或減小各項(xiàng)誤差因素，才能提高其精確程度。能提高其精確程度。 20測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念（1）誤差產(chǎn)生的原因：）誤差產(chǎn)生的原因： b 一般把來源于測(cè)量?jī)x表的外部，可能改變一般把來源于測(cè)量?jī)x表的外部，可能改變檢測(cè)儀表的基本工作特性的誤差叫做影響檢測(cè)儀表的基本工作特性的誤差叫做影響誤差或附加誤差。誤差或附加誤差。21測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念（1）誤差產(chǎn)生的原因：）誤差產(chǎn)生的原因： 由上面看出：由上面看出：測(cè)量誤差主要由測(cè)量誤差主要由基本特性誤差和影響誤差兩種形基本特性誤差和影響誤差兩種形式反映出來，從誤差的特性來看，式反映出來，從誤差的特性來看，前者綜合了檢測(cè)儀表結(jié)構(gòu)組合

12、性前者綜合了檢測(cè)儀表結(jié)構(gòu)組合性能，后者則體現(xiàn)檢測(cè)儀表的適應(yīng)能，后者則體現(xiàn)檢測(cè)儀表的適應(yīng)性能。性能。 22測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念（2）誤差的特點(diǎn)及分類：）誤差的特點(diǎn)及分類： 在測(cè)量過程中，存在諸多因素在測(cè)量過程中，存在諸多因素都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。誤差的成因都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。誤差的成因不同，以致誤差的性質(zhì)和表現(xiàn)出不同，以致誤差的性質(zhì)和表現(xiàn)出的特征也不同，據(jù)此可將測(cè)量誤的特征也不同，據(jù)此可將測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。差分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。 23 測(cè)量的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性測(cè)量的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性補(bǔ)充概念補(bǔ)充概念測(cè)量的四要素：測(cè)量程序；測(cè)量的四要素：測(cè)量程序； 環(huán)境條件；環(huán)境條件； 設(shè)備儀器；設(shè)備

13、儀器； 操作人員操作人員重復(fù)性重復(fù)性：在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量：在相同的測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次的測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。進(jìn)行連續(xù)多次的測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。復(fù)現(xiàn)性：復(fù)現(xiàn)性：改變測(cè)量條件，同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)改變測(cè)量條件，同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性果之間的一致性24測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之無限次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差。系統(tǒng)誤差的共同特點(diǎn)是確定的變化規(guī)律，成差。系統(tǒng)誤差的共同特點(diǎn)是確定的變化規(guī)律，成因不同，變化規(guī)律也不同

14、。按其變化規(guī)律系統(tǒng)誤因不同，變化規(guī)律也不同。按其變化規(guī)律系統(tǒng)誤差可分為定值系統(tǒng)誤差、線性變化的系統(tǒng)誤差、差可分為定值系統(tǒng)誤差、線性變化的系統(tǒng)誤差、周期變化的系統(tǒng)誤差和復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。周期變化的系統(tǒng)誤差和復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。對(duì)于成因已知的系統(tǒng)誤差，可以通過工藝途徑、對(duì)于成因已知的系統(tǒng)誤差，可以通過工藝途徑、防護(hù)隔離等措施使之得到改善和消除；對(duì)于變化防護(hù)隔離等措施使之得到改善和消除；對(duì)于變化規(guī)律已知的，還可以通過修正補(bǔ)償使之改善和消規(guī)律已知的，還可以通過修正補(bǔ)償使之改善和消除。但是系統(tǒng)誤差及其產(chǎn)生原因和變化規(guī)律不能除。但是系統(tǒng)誤差及其產(chǎn)生原因和變化規(guī)律不能完全獲知，很難做到完全消除。完

15、全獲知，很難做到完全消除。 25測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差是指測(cè)量結(jié)果與在重隨機(jī)誤差是指測(cè)量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)復(fù)條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差。隨機(jī)誤差的最量所得結(jié)果的平均值之差。隨機(jī)誤差的最主要特征是隨機(jī)性。與其它隨機(jī)變量一樣，主要特征是隨機(jī)性。與其它隨機(jī)變量一樣，測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差分析是以概率論為基測(cè)量結(jié)果的隨機(jī)誤差分析是以概率論為基礎(chǔ)的，在大量重復(fù)試驗(yàn)和測(cè)量時(shí)，就其個(gè)礎(chǔ)的，在大量重復(fù)試驗(yàn)和測(cè)量時(shí)，就其個(gè)別來說具有偶然性，但就其總體來說，則別來說具有偶然性，但就其總體來說，則具有必然性即符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如有

16、具有必然性即符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如有正態(tài)分正態(tài)分布布、均勻分布、二項(xiàng)分布、均勻分布、二項(xiàng)分布 等等26測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 隨機(jī)誤差的隨機(jī)誤差的正態(tài)分布正態(tài)分布：27測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 隨機(jī)誤差的隨機(jī)誤差的正態(tài)分布正態(tài)分布：28測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 （3）誤差的表示方法：）誤差的表示方法： 絕對(duì)誤差（測(cè)量結(jié)果與真值之差）絕對(duì)誤差（測(cè)量結(jié)果與真值之差） 相對(duì)誤差（相對(duì)于真值或量程）相對(duì)誤差（相對(duì)于真值或量程） 29測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 （4）誤差的計(jì)算方法：）誤差的計(jì)算方法： 關(guān)鍵在于真值的求?。ㄋ阈g(shù)平均值或關(guān)鍵在于真值的求?。ㄋ阈g(shù)平均值或標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)）標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)）

17、 30測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 隨機(jī)誤差的隨機(jī)誤差的正態(tài)分布正態(tài)分布：31測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念二、儀表的性能指標(biāo)二、儀表的性能指標(biāo) 1、精度；、精度；2、變差；、變差；3、靈敏度、靈敏度與靈敏限（模擬儀表）；與靈敏限（模擬儀表）；4、分辨、分辨力（數(shù)字儀表）；力（數(shù)字儀表）；5、線性度；、線性度；6重復(fù)性；重復(fù)性；7、反應(yīng)時(shí)間（動(dòng)態(tài)誤、反應(yīng)時(shí)間（動(dòng)態(tài)誤差）。差）。 32測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念1、精度：絕對(duì)誤差能夠在一定程度、精度：絕對(duì)誤差能夠在一定程度上反應(yīng)儀表的精度；相對(duì)誤差能上反應(yīng)儀表的精度；相對(duì)誤差能夠更有效地反應(yīng)儀表的精度。這夠更有效地反應(yīng)儀表的精度。這是由于是由于。

18、 因此，工業(yè)上常將絕對(duì)誤差折合成儀因此，工業(yè)上常將絕對(duì)誤差折合成儀表測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，稱為相對(duì)百分表測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，稱為相對(duì)百分誤差。實(shí)踐中，就是根據(jù)該相對(duì)百分誤差。實(shí)踐中，就是根據(jù)該相對(duì)百分誤差確定儀表的精度等級(jí)誤差確定儀表的精度等級(jí)。33 精度等級(jí)（精度）精度等級(jí)（精度） 表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度。表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度。 儀表的儀表的精度等級(jí)精度等級(jí)是根據(jù)儀表的相對(duì)誤差來定義的。是根據(jù)儀表的相對(duì)誤差來定義的。 具體做法：具體做法：相對(duì)誤差相對(duì)誤差去掉去掉“”號(hào)及號(hào)及“%”后，后，系系列化圓整后列化圓整后的數(shù)值。的數(shù)值。儀表精度等級(jí)數(shù)值越小，說儀表精度等級(jí)數(shù)值越小，說明儀表測(cè)量準(zhǔn)確

19、度越高。明儀表測(cè)量準(zhǔn)確度越高。 34 儀表的精度等級(jí)以一定的符號(hào)形式表儀表的精度等級(jí)以一定的符號(hào)形式表示在儀表標(biāo)尺板上，如示在儀表標(biāo)尺板上，如1.01.0外加一個(gè)圓圈外加一個(gè)圓圈或三角形。精度等級(jí)或三角形。精度等級(jí)1.01.0，說明該儀表，說明該儀表允允許誤差許誤差為為1.0%1.0%。 目前我國(guó)生產(chǎn)的儀表的精度等級(jí)有：目前我國(guó)生產(chǎn)的儀表的精度等級(jí)有：0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.01.5,2.5,4.0等。等。 顯然顯然儀表精度等級(jí)數(shù)值越小，說明儀表測(cè)儀表精度

20、等級(jí)數(shù)值越小，說明儀表測(cè)量準(zhǔn)確度越高。量準(zhǔn)確度越高。 1.01.0允許誤差？允許誤差？35 36 例例1 1 某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是600600-11001100，其最大絕對(duì)誤差為其最大絕對(duì)誤差為4 ，試確定該儀表的精，試確定該儀表的精度等級(jí)。度等級(jí)。max4100%0.8%1100600 由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.80.8級(jí)級(jí)儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了0.50.5級(jí)儀表的允許誤差，所以這臺(tái)儀表的級(jí)儀表的允許誤差，所以這臺(tái)儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為精度等級(jí)應(yīng)定為1.01.0級(jí)。級(jí)。解解 儀表的最大相對(duì)誤差為

21、儀表的最大相對(duì)誤差為37 例例2 2 某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是600600-11001100，工藝要求工藝要求該儀表指示值的誤差不該儀表指示值的誤差不得超過得超過4 ，應(yīng)選，應(yīng)選精度等級(jí)為多少的儀精度等級(jí)為多少的儀表才能滿足工藝要求。表才能滿足工藝要求。max4100%0.8%1100600解解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差為為38 0.8%介于允許誤差介于允許誤差0.5%與與1.0%之間，如果選擇允許誤差為之間，如果選擇允許誤差為1.0%,則其精度等級(jí)應(yīng)為則其精度等級(jí)應(yīng)為1.0級(jí)。量程級(jí)。量程為為6001100，精確度為，精確度為1.0級(jí)的

22、儀表，級(jí)的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為5，超過，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺(tái)允許了工藝的要求。所以只能選擇一臺(tái)允許誤差為誤差為0.5%，即精確度等級(jí)為，即精確度等級(jí)為0.5級(jí)的級(jí)的儀表，才能滿足工藝要求。儀表，才能滿足工藝要求。395*100%1.25%4000 400.5*100%1.25%400 414243 儀表精度與量程有關(guān)，量程是儀表精度與量程有關(guān)，量程是根據(jù)所要測(cè)量的工藝變量來確定的。根據(jù)所要測(cè)量的工藝變量來確定的。在儀表精度等級(jí)一定的前提下適當(dāng)在儀表精度等級(jí)一定的前提下適當(dāng)縮小量程，可以減小測(cè)量誤差，提縮小量程，可以減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。高

23、測(cè)量準(zhǔn)確性。44測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念2、變差：、變差：對(duì)于某一輸入量，測(cè)量?jī)x表對(duì)于某一輸入量，測(cè)量?jī)x表在正行程時(shí)的輸出量明顯地、有規(guī)律在正行程時(shí)的輸出量明顯地、有規(guī)律地不同于其在反行程時(shí)在同一輸入量地不同于其在反行程時(shí)在同一輸入量下的輸出量，被測(cè)量值正行程和反行下的輸出量，被測(cè)量值正行程和反行程所得到的兩條特性曲線之間的最大程所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。造成變差的原因有多種，如磁偏差。造成變差的原因有多種，如磁性材料的磁滯、彈性材料的內(nèi)摩擦、性材料的磁滯、彈性材料的內(nèi)摩擦、運(yùn)動(dòng)部件的干摩擦及間隙等。運(yùn)動(dòng)部件的干摩擦及間隙等。45測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 46測(cè)量的基本概念測(cè)

24、量的基本概念 變差可用測(cè)量?jī)x表正行程和反行程特性之間變差可用測(cè)量?jī)x表正行程和反行程特性之間之間的最大差值，以滿量程輸出的百分比之間的最大差值，以滿量程輸出的百分比來表示：來表示： max100%FSyHy47測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念3、靈敏度與靈敏限（模擬儀表中常、靈敏度與靈敏限（模擬儀表中常用）：用）：靈敏度是指測(cè)量?jī)x表在靜態(tài)工作靈敏度是指測(cè)量?jī)x表在靜態(tài)工作條件下，輸出量的變化與引起該變化量的條件下，輸出量的變化與引起該變化量的輸入變化量之比，其表達(dá)式為：輸入變化量之比，其表達(dá)式為：ykx48測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念3、靈敏度與靈敏限：、靈敏度與靈敏限： 由于種種原因，會(huì)引起靈敏度變

25、化，由于種種原因，會(huì)引起靈敏度變化，從而產(chǎn)生靈敏度誤差：從而產(chǎn)生靈敏度誤差： 靈敏限是指能引起指示值發(fā)生變化被靈敏限是指能引起指示值發(fā)生變化被測(cè)參數(shù)的最小變化量測(cè)參數(shù)的最小變化量100%Skk494、分辨力（數(shù)字儀表中常用）：、分辨力（數(shù)字儀表中常用）： 分辨力是指測(cè)量?jī)x表能檢測(cè)到的最小分辨力是指測(cè)量?jī)x表能檢測(cè)到的最小的輸入增量。測(cè)量?jī)x表的輸入輸出關(guān)系的輸入增量。測(cè)量?jī)x表的輸入輸出關(guān)系不可能做到絕對(duì)連續(xù)。有些測(cè)量?jī)x表，不可能做到絕對(duì)連續(xù)。有些測(cè)量?jī)x表，（有時(shí)）輸入量開始變化，但輸出量并（有時(shí)）輸入量開始變化，但輸出量并不隨之發(fā)生變化，而是輸入量變化到一不隨之發(fā)生變化，而是輸入量變化到一定程度時(shí)

26、輸出才突然產(chǎn)生一小的階躍變定程度時(shí)輸出才突然產(chǎn)生一小的階躍變化，表征了測(cè)量?jī)x表的分辨力?；?，表征了測(cè)量?jī)x表的分辨力。504、分辨力（數(shù)字儀表中常用）：、分辨力（數(shù)字儀表中常用）： 分辨力它可以用輸入量表示，也可以分辨力它可以用輸入量表示，也可以用輸出量表示，是一個(gè)可反映測(cè)量?jī)x用輸出量表示，是一個(gè)可反映測(cè)量?jī)x表是否能精密測(cè)量的性能指標(biāo)。造成表是否能精密測(cè)量的性能指標(biāo)。造成測(cè)量?jī)x表具有有限分辯力的因素很多，測(cè)量?jī)x表具有有限分辯力的因素很多，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的干摩擦和卡死等，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的干摩擦和卡死等，還有數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)算維數(shù)有限，線繞還有數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)算維數(shù)有限，線繞電位器的有限匝數(shù)等。電位器的有限

27、匝數(shù)等。測(cè)量?jī)x表輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱為閾值。測(cè)量?jī)x表輸入零點(diǎn)附近的分辨力稱為閾值。51分辨率分辨率（儀表靈敏限）：儀表輸出能分辨（儀表靈敏限）：儀表輸出能分辨和響應(yīng)的最小輸入變化量。和響應(yīng)的最小輸入變化量。分辨率是靈敏度的一種反映。對(duì)于數(shù)字式分辨率是靈敏度的一種反映。對(duì)于數(shù)字式儀表而言，分辨率就是數(shù)字顯示器最末位儀表而言，分辨率就是數(shù)字顯示器最末位數(shù)字間隔代表被測(cè)量的變化與量程的比值。數(shù)字間隔代表被測(cè)量的變化與量程的比值。52測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念5、線性度、線性度:傳感器的輸入與輸出關(guān)系或多傳感器的輸入與輸出關(guān)系或多或少地存在非線性問題。為了標(biāo)定和數(shù)據(jù)或少地存在非線性問題。為了標(biāo)定和

28、數(shù)據(jù)處理的方便，通常希望將非線性特性線性處理的方便，通常希望將非線性特性線性化，在非線性不太嚴(yán)重時(shí)，總是采用直線化，在非線性不太嚴(yán)重時(shí)，總是采用直線擬合的辦法線性化。這樣理想特性是線性擬合的辦法線性化。這樣理想特性是線性的，但實(shí)際特性卻存在非線性。的，但實(shí)際特性卻存在非線性。 53測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 54測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念 在采用直線擬合線性化時(shí)，傳感器實(shí)際輸在采用直線擬合線性化時(shí)，傳感器實(shí)際輸入輸出平均特性曲線與其擬合直線（參考入輸出平均特性曲線與其擬合直線（參考直線直線,或稱理論直線）之間的最大偏差，稱或稱理論直線）之間的最大偏差，稱為非線性誤差，一般用相對(duì)誤差來表示：為非線性誤差，一般用相對(duì)誤差來表示： max100%LFSLy 55測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本概念6、重復(fù)性：、重復(fù)性：重復(fù)性是指測(cè)量?jī)x表在輸重復(fù)性是指測(cè)量?jī)x表