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仪表基础知识


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温度的计量单位
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温度是表示物体冷热程度的物理量。分子的平均动能越大,物体 的温度越高,分子的平均动能越低物体的温度越低。
用来衡量物体温度高低标尺叫做温标。目前国际商用的较多的温 标有:摄氏温标、华氏温标、热力学温标。
摄氏温标(℃) 摄氏温度是把标准大气压下冰的融点规定为0度, 把水的沸点规定为100度。 华氏温度(℉) 华氏温度把标准大气压下冰的融点规定为32度, 把水的沸点规定为212度。
a)
消除系统误差产生的根源,合理选择测量方法、测量仪器、 保证测量的环境条件;
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b)
在测量结果中加修正值消除误差。通过机械调零、应用修正 公式(或图表)、在系统中增加自动补偿环节来消除误差,修 正测量结果。
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系统误差是不能完全消除的,只能减弱到对测量结果的影响忽 略不计的程度,此时可以认为已消除了系统误差。

自动监测系统误差的确定
无论单变量的检测系统或多变量、多环节的检测系统,考虑整 个系统的误差时,是指系统各个环节误差的叠加。
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二、仪表的主要性能
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精确度 重复性 稳定性 可靠性 其他指标
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精确度
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在实际应用中,通常采用最大引用误差来描述仪表实际测量的质量, 并把它定义作为仪表精度的基准,表示为
∆引=∆max/M M*100%


根据误差的测试条件可以分为:
基本误差 在规定的工作条件下,仪表本身具有的误差叫基本 误差

附加误差 当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误差就 是附加误差
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根据误差出现的规律来可分为: ______________有限公司 ① 系统误差 系统误差是指在同一条件多次测量同一值时,误差 的大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差。 系统误差主要是由于实验方法不合理、测量装置本身在使用中变形、 未调到理想状态或电源电压波动等原因造成的。操作者的操作习惯 和读数方式所造成的误差都属于系统误差,系统误差的的特征是误 差出现的规律和产生原因是可知的,是可以通过分析、预测加以消 除的。 ② 随机误差 随机误差是指在同一条件多次测量同一值时,误差 的大小和符号以不可预定的方式变化的误差。 随机误差不能消除,但是可以通过多次测量的方式,进行统计处理, 减少影响。 ③ 疏忽误差 明显歪曲测量结果的误差成为疏忽误差。 疏忽误差多为人为原因造成,也有可能为测量方法不当等。
随机误差
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
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疏忽误差的分析处理
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疏忽误差主要是有人为因素或者测量方法不合理引起的,测量 值明显偏离正常值,歪曲测量结果,因此需要剔除。

分析表的计量单位
分析仪表的计量单位有浓度类如mg/L、ppm、百分比等,也有 传导率如μS/cm,还有无量纲分析数据如PH值。
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2、测量误差
______________有限公司 误差的概念 在检测过程中,由于在环境中存在各种各样的干扰因素,以及所选 用仪表的精度有限,实验手段不够完善,检测技术水平的限制等原 因,必然是测量值和真实值之间存在一定的差值,这个差值称为测 量的误差。 真实值只是一个理想的概念,因为任何可以得到数据都是通过测量 得到的,它受到测量条件、人员因素、测量方法和测量仪器的影响。 在实际应用中,通常把以下几种情况定为真实值: ① 计量学约定的真值 即测量过程中选定的国际上公认的某些基 准量。 ② 标准仪器的相对真值 可以用高一级标准仪器的测量值作为低 一级仪器测量值得相对真值,这种情况下真值又称为标准值或 实际值。 ③ 理论真值

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误差的分类 根据误差的的表示方式可分为: ① 绝对误差 被测变量的测量值X和实际值T之间的差值称为绝对误 差。表示为:∆=X-T 绝对误差直接说明了仪表测量值偏离实际值的大小。对于同一个实 际值来说,测量产生的绝对误差小,则直观地说明了测量结果比较 准确。但绝对误差不能作为不同类量程的同类仪器和不同类型仪表 之间测量质量好坏的比较尺度。 ② 相对误差 相对误差是被测变量的绝对误差与实际值(或测量值) 比较的百分数。表示为:

线性度 线性度又称非线性误差,是指传感器实际特性曲线与拟合曲 线(理论直线)之间的最大偏差和传感器满量程输出之百分 比。
分辨率 分辨率是指传感器能检测出被测信号的最小变化量。

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三、常用图例符号
1、图形符号

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连接线图形符号
序号
1
内容
工艺连接线
图形符号

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按被测变量随时间变化的关系可分为: 静态误差 仪表进入到一种新的平衡状态后具有的误差。这时 仪表的示值是稳定的。一般仪表的的精度都是由静态误差决定 的。 动态误差 被测信号变化时,由于仪表惯性而不能准确跟踪信 号变化,使示值产生滞后误差,即为动态误差。当信号稳定下 来以后动态误差最终会消失。但在动态测试、系统环节多、滞 后时间长时,必须充分考虑其影响。
2
3
仪表毛细管线 仪表取样线
稳定性包含稳定度和环境影响量两个方面。稳定度指的是仪表 在所有条件都不变的情况下,在规定的时间内能维持其示值不 变的能力。稳定一般以仪表的示值变化量和时间的长短之比来 表示。 环境影响量仅指由环境变化引起的示值的变化量。示值的变化 有两个因素构成:一是零漂;二是灵敏度漂移。 零漂指的是原先已调零的仪表在受外界因素影响后,输出不再 等于零,而有一定的漂移。零点漂移是可以发现的,可以用重 新调零来消除。 造成环境影响量的因素有温度、湿度、气压、电源电压、电源 频率等,在这些因素中,温度变化对仪表的影响最难克服,必 须加以特别的重视。
大气压力、表压力、绝对压力、负压力之间的关系
大气压力是指我们所处的环境的压力; 绝对压力是指在真空环境下产生的压力; 表压力是指在相对于大气压力下产生的压力; 负压力是指相对于大气压力下产生的吸力。
它们的关系为: P绝对=P大气+P表压 当绝对压力低于大气压力时即产生负压力,也称为真空度。
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流量的计量单位 流量是指流经管道或者设备的某截面积的流体数量。 流量可分为:
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1、瞬时流量:单位时间内流经管道(设备)某截面的流体数 量。
2、累计流量:是指一段时间内流经管道(设备)某截面的流 体数量。 流量的单位也分为体积流量、质量流量, 体积流量如:m3/h、m3/s、L/h、L/s等; 质量流量如:Kg/h、T/h、T/s等。 实际应用中液体通常用m3/h、 L/h、 Kg/h、T/h;气体通常采用 m3/h、 L/h;蒸汽通常采用Kg/h、T/h。
③ ④
度下760mm水银柱垂直作用在底面的压力;

在CGS制中压力的单位是dyn/cm2,也叫微巴(µbar)。
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压力单位之间的换算 1标准大气压=1.01X105pa=1.01bar=1.03工程大气压=10332mm水 柱=760mm汞柱=14.696psi

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摄氏温度和华氏温度的关系:T(℃) =(TF-32)X5/9
热力学温标(K) 热力学温标是一种与物体任何物理性质无关的温 标。
热力学温标与摄氏度的关系:T(℃) =T(K)-273.15
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物位的计量单位
______________有限公司 在化工生产过程中,对化工设备内物位的测量和控制是十分重 要的,能为正常生产和质量管理及进行经济核算提供可靠保证。物 位的高低测量的方法有很多,常用的物位的单位一般就是长度单位, 列如m、cm、mm等,也可以用百分数来表示。
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一、计量基础知识
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测量是检测技术的重要组成部分,是借助专门的技术和仪表设 备,采用一定的方法取得客观事物数据资料的认识过程。通过 测量得到定量的结果。为完成生产过程中的检测任务,就必须 了解计量方面的基础知识。在工业生产过程中需要检测的仪表 数据大致可分为五大类,也即仪表的的五大参数: 1、压力 2、温度 3、流量
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误差的分析和数据处理
系统误差的分析
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系统误差是一种恒定不变或按一定规律变化的误差。它具有确 定性、重视性和可修正性。通过实验对比,用高精度的测量仪 表校验普通仪表时,可以发现已定系统误差;通过误差大小及 符号变化的分析,来判断未定系统误差。但是未定系统误差通 常不容易从测量结果中发现并认识它的规律,因此只能是具体 问题具体分析,这在很大程度上取决于测量者的知识水平、经 验和技巧。 为使测量结果准确,尽可能消除系统误差,常采用以下几种方 法:

随机误差的分析
在测量中,系统误差被减小到可以忽略的程度,且排除了疏忽 误差后,对同一被测量值进行多次测量后仍然会出现度数不稳 定的现象,就说明存在随机误差。
随机误差的统计分布可用如下正太分布曲线来描述:
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随机误差的大小反映测量结果的分散程度,从下图中可以看出 当随机误差在某一区间出现的概率足够大时,该测量误差的估 计值就有了一定的可信度,此时测量结果落在该区间可信度大
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