自动化检测仪表第一章
高一等级的温度计测得值为20.2℃,因后者精度高,
故可认为20.2℃接近真实温度,故水银温度计测量的 绝对误差: 20.3℃ - 20.2℃ =0.1℃ 相对误差:
对于相同的被测量,绝对误差可以评定其测量精度的高 低,但对于不同的被测量以及不同的物理量,绝对误差就难以 评定其测量精度的高低,而采用相对误差来评定较为确切。
第一讲
1.2
基本概念:
9、静态误差: 指仪表静止状态时的误差,或被测量变化十分缓 慢时所呈现的误差,此时不考虑仪表的惯性因素。 10、动态误差: 指仪表因惯性迟延所引起的附加误差,或变化 过程中的误差。 仪表静态误差的应用更为普遍。
第一讲
1.2
基本概念:
1.2.5
精确度:
用于估计测量结果与约定真值的差距 任何仪表都有一定的测量误差。因此,使用仪表时必须先 知道该仪表的精确程度,以便估计测量结果与约定真值的差距, 即估计测量值的大小。
第一讲
1.2
基本概念:
2、绝对误差:通常可简称为误差。
绝对误差=示值-约定真值 误差为正时表示仪表的示值偏大,反之偏小。 3、相对误差: 绝对误差与约定真值之比称为相对误差,常用百 分数表示,即
用相对误差大小来衡量仪表的精度比较合理。
第一讲
1.2
举例1:
基本概念:
用水银温度计测得某一温度为20.3℃,该温度用
3、实例说明:
线段3、线段4: 单纯的量程迁移时的标尺特性。 此时零点不变,线段仍过坐标系原点,但斜率发生了变化。 线段3:理论上量程迁移到了原来的70%。由于受仪表标尺长度 的限制,实际标尺将仍保持到原来有效范围(纵坐标)的0100%,而不能超过100%,对应的测量范围迁移到原来的0~70%。 灵敏度提高。 线段4: 量程迁移到原来的140%,斜率变化;尽管量程变大了, 但实际标尺的有效范围只有原来的71.4%,测量范围仍为 0~100%。 第一讲
1.2 1.2.2
基本概念:
零点迁移和量程迁移:
在实际使用中,由于测量要求或测量条件的变 化,需要改变仪表的测量范围,即改变仪表的零点 或量程,为此需要对仪表进行零点和量程的调整。 通常将零点的变化称为零点迁移,而量程的变化则 称为量程迁移。
通过迁移可以扩大仪表的通用性。但是,在何 种条件下迁移,以及能够有多大的迁移量,还需视 具体仪表的结构和性能而定。 零点迁移和量程迁移可通过仪表的标尺特性来 反映。
第一讲
1.1 检测仪表控制系统:
1.1.1
典型仪表控制系统实例:
下面以一典型工业仪表控制系统实例为分析对象, 给出常规检测仪表系统的组成及结构,并介绍有关 检测和仪表相关技术必需的基本要领和名词术语。
用天然气做原料生产合成氨的控制系统为例。
需对天然气脱硫处理 在脱硫塔中进行
第一讲
1.1 检测仪表控制系统: 1.1.1.典型仪表控制系统实例:
1、定义: 用仪表允许的最大引用误差去掉百分号后 的数字来衡量该仪表的精确程度。 2、精度等级划分: 0.05级、0.1级、0.2级、0.25级、 0.5级、1.0级、1.5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、2.5级。
第一讲
1.2
基本概念:
1、定义: 用仪表允许的最大引用误差去掉百分号 后的数字来衡量该仪表的精确程度。 2、精度等级划分: 3、精度等级确定方法: 根据实验数据,先计算仪表的最大引用误差,然 后从上面标准的精度等级中选取数值上最接近,但比 该计算出的最大引用误差去掉百分号的值大的精度等 级做为该仪表的精确度等级。
1 绪论
任何一个工业控制系统都必然要应用一定的检测 技术和相应的仪表单元。
检测单元完成对各种过程参数的测量,并实现必 要的数据处理; 仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件, 它将检测得到的数据进行运算处理,并通过相应的单 元实现对被控变量的调节。
随着新技术的不断出现,二者趋向融合,相辅相 成的,它们是控制系统的重要基础。
5、最大引用误差:
指整个量程内
最大引用误差与仪表的具体示值无关,可以更好地说 明仪表测量的精确程度。它是仪表基本误差的主要形式, 是仪表的主要质量指标之一。 第一讲
1.2
基本概念:
6、允许误差Q:仪表在出厂时规定的引用误差的允许值, 简称允许误差。 7、基本误差: 任何测量都是与环境条件相关的,这些环境条件包括环境 温度、相对湿度、电源电压、安装方式等。仪表应用时应严格 按规定的环境条件即参比工作条件进行测量,此时获得的误差 称为基本误差。 8、附加误差: 仪表在非参比工作条件下进行测量,此时获得的误差 除包含基本误差外,还会包含额外的误差,又称附加误差。
1.1 1.1.1
③.
检测仪表控制系统: 典型仪表控制系统实例:
流量调节控制(FC)的单参数控制子系统介绍:
系统结构框图 控制过程: 流量变送单元用于流 量检测信号转换和传 输; 安全栅的增加则是为 了实现安全火花防爆 特性。
第一讲
1.1 1.1.1
④.
检测仪表控制系统:
典型仪表控制系统实例:
小结
第一讲
1.2
基本概念:
2、绝对误差:简称为误差。 绝对误差=示值-约定真值 3、相对误差: 4、引用误差: 以百分数(%)表示
虽然用绝对误差占约定真值的百分数来衡量仪表的精度比
较合理,但由于仪表多应用在测量接近上限值的量,为此引入 引用误差的概念,定义如下:
第一讲
1.2
基本概念:
2、绝对误差:简称为误差。 绝对误差=示值-约定真值 3、相对误差: 4、引用误差: 以百分数(%)表示
典型仪表控制系统实例:
压力调节控制(PC)的单参数控制子系统介绍:
控制过程: 首先测量进入脱硫塔 的天然气压力,检测到的 信号经转换后,以标准信 号制式传输到实现调节运 算调节单元; 调节单元在接受到测量信号后,即与给定单元的设定 压力值进行比较,并根据设定的控制规律计算出实现控制 调节作用所需的控制信号; 调节单元输出的控制信号经执行单元转换后,驱动相 应的设备实现对被控变量的调节。 第一讲
第一讲
1.2
基本概念:
1、灵敏度:是仪表对被测参数变化的灵敏程度。 2、分辨率:仪表输出能响应和分辨的最小输入量。
3、讨论: ①灵敏度和标尺特性的关系: 灵敏度等于标尺特性曲线的斜率。因此,量程迁 移就意味着灵敏度的改变;而如果仅仅是零点迁移则 灵敏度不变。
第一讲
1.2
基本概念:
1、灵敏度:是仪表对被测参数变化的灵敏程度。 2、分辨率:仪表输出能响应和分辨的最小输入量。
第一讲
1.2
基本概念:
举例1:某弹簧管压力表的测量范围为0~1.6MPa, 精度等级为2.5级,校验时,在某点出现的最大绝对 误差为0.05MPa,问该仪表是否合格?
3、讨论: ①灵敏度和标尺特性的关系: ②灵敏度和仪表放大倍数的关系: 由灵敏度的定义表达式可知:灵敏度大小等同于 仪表的放大倍数。只是由于△Y、△U 都有具体量纲, 所以灵敏度也有量纲,且由△Y、△U 确定;而放大 倍数没有量纲。所以灵敏度的含义比放大倍数要广泛 得多。
第一讲
1.2
基本概念:
1、灵敏度:是仪表对被测参数变化的灵敏程度。 2、分辨率:仪表输出能响应和分辨的最小输入量。
1.2 1.2.3
基本概念:
灵敏度和分辨率:
1、灵敏度:是仪表对被测参数变化的灵敏程度。 常以在被测参数改变时,经过足够时间仪表指示 值达到稳定状态后,仪表输出变化量△Y与引起此变化 的输入变化量△U之比表示,即
定义为: 2、分辨率: 指仪表输出能响应和分辨的最小输入量,又称仪 表灵敏限,是灵敏度的一种反映。
1.1 1.1.2
检测仪表控制系统: 检测仪表控制系统结构分析:
说明: ①. 闭环回路控制系统。 ②. 检测单元: 实现控制调节作用的基础,它完成对所有被控 变量的直接测量,包括温度、压力、流量、液位、 成分等 第一讲
1.1 检测仪表控制系统:
1.1.2
说明:
检测仪表控制系统结构分析:
③. 显示单元:是控制系统的附属单元 ④. 调节单元:完成调节控制规律的运算。 它将变 送器传输来的测量信号与给定值进行比较,并对比较 结果进行调节运算,以输出作为控制信号。调节单元 采用的常规控制规律包括位式调节和 PID 调节 ⑤. 执行单元:实施控制策略的执行机构,有电动、 气动、液动等方式
常规工业检测仪表控制系统的构成基本相同, 而与具体采用的仪表类型无关。 基本构成包括被控对象、变送器、显示仪表、 调节器、给定器和执行器等。由于各控制子系统被 控变量的不同,各子系统采用的变送器和调节器的 控制规律因而有所不同。
(通过例子,告诉我们系统是复杂的,而我们学习、研究从简单的开始。)
第一讲
第一讲
1 绪论
测量:用实验的方法或专门的设备,将被测物理 量与该变量的已知测量单位 (标准量)进行比较.以求得二者比值,进而求 得被测物理量的量值。 1960年10月十一届国际计量大会确定了国际通用 的国际单位制,简称SI制。 SI制:七个基本单位:长度m,时间s,质量kg, 热力学温度(Kelvin温度)K, 电流单位A,光强度单位cd(坎德拉),物质量mol
3、讨论: ①灵敏度和标尺特性的关系: ②灵敏度和仪表放大倍数的关系: ④灵敏度的可传递性 在由多个仪表组成的测量或控制系统中,灵敏 度具有可传递性。例如首尾串联的仪表系统 即前一 个仪表的输出是后一个仪表的输入 ,其总灵敏度是 各仪表灵敏度的乘积。
第一讲
1.2
基本概念:
1.2.4
误差
1、基本名词: ①.被测真值: 被测量的真实值,是一个理论值,因为无论采用 何种仪表测到的值都有误差。 实际中常将用适当精度的仪表(一般指高一等级 精度的仪表)测出的或用特定的方法确定的约定真值 代替真值。又称为约定真值。 某些特殊情况下是可知的,如圆周角为360度。 ②.示值:指示装置所显示的被测值