宋彤《过程检测技术及仪表》小结.ppt
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1、课程小结课程小结1 1.第1章1.1.知识要点知识要点知识要点知识要点1.11.1检测技术与检测仪表检测技术与检测仪表检测技术与检测仪表检测技术与检测仪表 检测过程检测过程检测过程检测过程:能量转换能量转换能量转换能量转换+与标准单位比较与标准单位比较与标准单位比较与标准单位比较 检测系统的构成检测系统的构成检测系统的构成检测系统的构成(方框图方框图方框图方框图)。1.21.2检测仪表的基本性能检测仪表的基本性能检测仪表的基本性能检测仪表的基本性能 概念及描述式概念及描述式概念及描述式概念及描述式 准确度与精度等级准确度与精度等级准确度与精度等级准确度与精度等级 仪表的准确度通常用仪表满刻度相
2、对百分误差略仪表的准确度通常用仪表满刻度相对百分误差略仪表的准确度通常用仪表满刻度相对百分误差略仪表的准确度通常用仪表满刻度相对百分误差略去百分号来表示,也称精度或精确度。去百分号来表示,也称精度或精确度。去百分号来表示,也称精度或精确度。去百分号来表示,也称精度或精确度。精度等级的数值越小,仪表的准确度越高,或者精度等级的数值越小,仪表的准确度越高,或者精度等级的数值越小,仪表的准确度越高,或者精度等级的数值越小,仪表的准确度越高,或者说仪表的测量误差越小。说仪表的测量误差越小。说仪表的测量误差越小。说仪表的测量误差越小。2 2.灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度 S S 检测仪表对被测量变化的灵敏程
3、度,即在被测量检测仪表对被测量变化的灵敏程度,即在被测量检测仪表对被测量变化的灵敏程度,即在被测量检测仪表对被测量变化的灵敏程度,即在被测量改变时,经过足够时间检测仪表输出值达到稳定改变时,经过足够时间检测仪表输出值达到稳定改变时,经过足够时间检测仪表输出值达到稳定改变时,经过足够时间检测仪表输出值达到稳定状态后,仪表输出变化量匀与引起此变化的输人状态后,仪表输出变化量匀与引起此变化的输人状态后,仪表输出变化量匀与引起此变化的输人状态后,仪表输出变化量匀与引起此变化的输人变化量酝之比变化量酝之比变化量酝之比变化量酝之比;回差回差回差回差(变差变差变差变差)反映检测仪表对于同一被测量在其上升和下
4、降时反映检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时反映检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时反映检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时对应输出值之间的差值。对应输出值之间的差值。对应输出值之间的差值。对应输出值之间的差值。线性度线性度线性度线性度 衡量检测仪表实际输入一输出特性偏离线性的程衡量检测仪表实际输入一输出特性偏离线性的程衡量检测仪表实际输入一输出特性偏离线性的程衡量检测仪表实际输入一输出特性偏离线性的程度,用非线性误差来表示,它是实际值与理论值度,用非线性误差来表示,它是实际值与理论值度,用非线性误差来表示,它是实际值与理论值度,用非线性误差来表示,它是实际值与理论值之间的绝对误差的最大
5、值之间的绝对误差的最大值之间的绝对误差的最大值之间的绝对误差的最大值.3 3.1.3 1.3 测量误差的理论基础测量误差的理论基础测量误差的理论基础测量误差的理论基础(1 1)误差定义、分类及产生原因)误差定义、分类及产生原因)误差定义、分类及产生原因)误差定义、分类及产生原因 误差分类(表示法):误差分类(表示法):误差分类(表示法):误差分类(表示法):绝对误差、相对误差、相对百分误差、最大相绝对误差、相对误差、相对百分误差、最大相绝对误差、相对误差、相对百分误差、最大相绝对误差、相对误差、相对百分误差、最大相对百分误差等对百分误差等对百分误差等对百分误差等 系统误差、随机误差和粗大误差。
6、系统误差、随机误差和粗大误差。系统误差、随机误差和粗大误差。系统误差、随机误差和粗大误差。4 4.系统误差系统误差系统误差系统误差 在同一条件下,对同一被测参数进行多次重复测在同一条件下,对同一被测参数进行多次重复测在同一条件下,对同一被测参数进行多次重复测在同一条件下,对同一被测参数进行多次重复测量时,所出现的误差在数值和符号上都相同,或量时,所出现的误差在数值和符号上都相同,或量时,所出现的误差在数值和符号上都相同,或量时,所出现的误差在数值和符号上都相同,或者按一定规律变化的误差称为系统误差,前者称者按一定规律变化的误差称为系统误差,前者称者按一定规律变化的误差称为系统误差,前者称者按一
7、定规律变化的误差称为系统误差,前者称为恒值系统误差,后者称为变值系统误差。为恒值系统误差,后者称为变值系统误差。为恒值系统误差,后者称为变值系统误差。为恒值系统误差,后者称为变值系统误差。产生系统误差的主要原因产生系统误差的主要原因产生系统误差的主要原因产生系统误差的主要原因 测量原理或测量方法的不完善、测量原理或测量方法的不完善、测量原理或测量方法的不完善、测量原理或测量方法的不完善、标准量值的不准确、标准量值的不准确、标准量值的不准确、标准量值的不准确、仪表本身的缺陷及环境条件的变化等。仪表本身的缺陷及环境条件的变化等。仪表本身的缺陷及环境条件的变化等。仪表本身的缺陷及环境条件的变化等。系
8、统误差是可以通过修正来补偿,但不能完全系统误差是可以通过修正来补偿,但不能完全系统误差是可以通过修正来补偿,但不能完全系统误差是可以通过修正来补偿,但不能完全排除。排除。排除。排除。5 5.随机误差随机误差随机误差随机误差 在同一测量条件下,多次重复测量同一被测量时,在同一测量条件下,多次重复测量同一被测量时,在同一测量条件下,多次重复测量同一被测量时,在同一测量条件下,多次重复测量同一被测量时,其误差绝对值和符号以不可预定的随机性的方式其误差绝对值和符号以不可预定的随机性的方式其误差绝对值和符号以不可预定的随机性的方式其误差绝对值和符号以不可预定的随机性的方式变化,此误差称为随机误差。变化,
9、此误差称为随机误差。变化,此误差称为随机误差。变化,此误差称为随机误差。随机误差的产生可能是由于人们尚未认识的原因,随机误差的产生可能是由于人们尚未认识的原因,随机误差的产生可能是由于人们尚未认识的原因,随机误差的产生可能是由于人们尚未认识的原因,或目前尚无法控制的某些因素(如电子线路中的或目前尚无法控制的某些因素(如电子线路中的或目前尚无法控制的某些因素(如电子线路中的或目前尚无法控制的某些因素(如电子线路中的噪声)的影响,即偶然因素所引起的。噪声)的影响,即偶然因素所引起的。噪声)的影响,即偶然因素所引起的。噪声)的影响,即偶然因素所引起的。随机误差不能随机误差不能随机误差不能随机误差不能
10、 通过修正方式消除,只能利用统通过修正方式消除,只能利用统通过修正方式消除,只能利用统通过修正方式消除,只能利用统计方式估计。计方式估计。计方式估计。计方式估计。最大随机误差最大随机误差最大随机误差最大随机误差:3:36 6.粗大误差粗大误差粗大误差粗大误差 超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。此超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。此超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。此超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。此误差值较大,明显表现为测量结果异常。误差值较大,明显表现为测量结果异常。误差值较大,明显表现为测量结果异常。误差值较大,明显表现为测量结果异常。产生原因:测量时读错、记错仪
11、表指示值,仪表产生原因:测量时读错、记错仪表指示值,仪表产生原因:测量时读错、记错仪表指示值,仪表产生原因:测量时读错、记错仪表指示值,仪表操作失误,测量数据计算错误等。操作失误,测量数据计算错误等。操作失误,测量数据计算错误等。操作失误,测量数据计算错误等。含粗大误差的测量结果毫无意义,应该剔除。含粗大误差的测量结果毫无意义,应该剔除。含粗大误差的测量结果毫无意义,应该剔除。含粗大误差的测量结果毫无意义,应该剔除。7 7.(2 2)系统误差的合成)系统误差的合成)系统误差的合成)系统误差的合成考虑测量模型考虑测量模型考虑测量模型考虑测量模型 Xi Xi为被测参数或外界影响因素。当函数关系明确
12、,为被测参数或外界影响因素。当函数关系明确,为被测参数或外界影响因素。当函数关系明确,为被测参数或外界影响因素。当函数关系明确,各个影响量的测量误差各个影响量的测量误差各个影响量的测量误差各个影响量的测量误差 x ix i已知,则待测量已知,则待测量已知,则待测量已知,则待测量 y y 的的的的总误差总误差总误差总误差 y y 为,为,为,为,8 8.第第2章章 检测技术与检测元件检测技术与检测元件 2.1 2.1 各种元件的工作原理及特点各种元件的工作原理及特点各种元件的工作原理及特点各种元件的工作原理及特点知识要点知识要点知识要点知识要点(1 1)机械式检测元件)机械式检测元件)机械式检测
13、元件)机械式检测元件 机械式检测元件是将被测量转换为机械量信号机械式检测元件是将被测量转换为机械量信号机械式检测元件是将被测量转换为机械量信号机械式检测元件是将被测量转换为机械量信号(如位移、振动频率、转角等),主要有弹性式(如位移、振动频率、转角等),主要有弹性式(如位移、振动频率、转角等),主要有弹性式(如位移、振动频率、转角等),主要有弹性式检测元件和振动式检测元件。检测元件和振动式检测元件。检测元件和振动式检测元件。检测元件和振动式检测元件。9 9.(2 2)电阻式检测元件)电阻式检测元件)电阻式检测元件)电阻式检测元件 电阻式检测元件的基本原理是将被测物理量转换电阻式检测元件的基本原
14、理是将被测物理量转换电阻式检测元件的基本原理是将被测物理量转换电阻式检测元件的基本原理是将被测物理量转换成元件的电阻值的变化。常用的检测元件有电阻成元件的电阻值的变化。常用的检测元件有电阻成元件的电阻值的变化。常用的检测元件有电阻成元件的电阻值的变化。常用的检测元件有电阻应变元件、热电阻等。应变元件、热电阻等。应变元件、热电阻等。应变元件、热电阻等。l l应变式检测元件(电阻应变片)应变式检测元件(电阻应变片)应变式检测元件(电阻应变片)应变式检测元件(电阻应变片)电阻应变片是基于电阻应变片是基于电阻应变片是基于电阻应变片是基于“应变效应应变效应应变效应应变效应”工作的,即导体工作的,即导体工
15、作的,即导体工作的,即导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形,引起或半导体材料在外力作用下产生机械变形,引起或半导体材料在外力作用下产生机械变形,引起或半导体材料在外力作用下产生机械变形,引起其电阻值的改变。其电阻值的改变。其电阻值的改变。其电阻值的改变。l l热电阻式检测元件热电阻式检测元件热电阻式检测元件热电阻式检测元件 物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为热物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为热物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为热物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为热电阻效应,利用热电阻效应制成的检测元件称为电阻效应,利用热电阻效应制成的检测元件称为电阻效应,利用热电
16、阻效应制成的检测元件称为电阻效应,利用热电阻效应制成的检测元件称为热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。阻两大类。阻两大类。阻两大类。1010.金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻 常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻等。常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻等。常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻等。常用的金属热电阻有铂电阻和铜电阻等。a.a.铂电阻铂电阻铂电阻铂电阻 铂电阻有很好的化学稳定性,且复现性好,可作铂电阻有很好的化学稳定性,且复现性好,可作铂电阻有很好
17、的化学稳定性,且复现性好,可作铂电阻有很好的化学稳定性,且复现性好,可作为基准电阻和标准热电阻,为基准电阻和标准热电阻,为基准电阻和标准热电阻,为基准电阻和标准热电阻,温度测量范围为温度测量范围为温度测量范围为温度测量范围为-200 850 -200 850 。b.b.铜电阻铜电阻铜电阻铜电阻 铜电阻具有电阻温度系数大,易加工,线性好等铜电阻具有电阻温度系数大,易加工,线性好等铜电阻具有电阻温度系数大,易加工,线性好等铜电阻具有电阻温度系数大,易加工,线性好等优点。但易被氧化,优点。但易被氧化,优点。但易被氧化,优点。但易被氧化,测量范围一般为测量范围一般为测量范围一般为测量范围一般为 -50
18、150 -50150 。注意:热电阻接线方式及特点注意:热电阻接线方式及特点注意:热电阻接线方式及特点注意:热电阻接线方式及特点1111.半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻 热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件。敏元件。敏元件。敏元件。种类:种类:种类:种类:负温度系数(负温度系数(负温度系数(负温度系数(NTC NTC)热敏电阻、)热敏电阻、)热敏电阻、)热敏电阻、正温度系数正温度系数正温度系数正温度系数 (P TC(P TC)热敏电
19、阻、)热敏电阻、)热敏电阻、)热敏电阻、临界温度(临界温度(临界温度(临界温度(CTR CTR)热敏电阻三种。)热敏电阻三种。)热敏电阻三种。)热敏电阻三种。热敏电阻的电阻值高,且电阻温度系数大,化学热敏电阻的电阻值高,且电阻温度系数大,化学热敏电阻的电阻值高,且电阻温度系数大,化学热敏电阻的电阻值高,且电阻温度系数大,化学稳定性好,稳定性好,稳定性好,稳定性好,测温范围在测温范围在测温范围在测温范围在 -100300 -100300 之间。之间。之间。之间。1212.(3 3)电容式检测元件电容式检测元件电容式检测元件电容式检测元件 电容式检测元件实际上是一种可变电容器,它能将电容式检测元件
20、实际上是一种可变电容器,它能将电容式检测元件实际上是一种可变电容器,它能将电容式检测元件实际上是一种可变电容器,它能将被测量的变化转换为电容量的变化。被测量的变化转换为电容量的变化。被测量的变化转换为电容量的变化。被测量的变化转换为电容量的变化。变极距式电容器变极距式电容器变极距式电容器变极距式电容器 变面积式电容器变面积式电容器变面积式电容器变面积式电容器 变介电常数式电容器变介电常数式电容器变介电常数式电容器变介电常数式电容器l l利用电容式检测元件可测量压力、差压、物位等参利用电容式检测元件可测量压力、差压、物位等参利用电容式检测元件可测量压力、差压、物位等参利用电容式检测元件可测量压力
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