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测量仪表及性能指标基本知识..
主要的影响因素是Байду номын сангаас境温度、电源电压和电磁 干扰等。
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4、方法误差
它是所使用的测量方法不当,或对测量设备操 作使用不当,或测量所依据的理论不严格,或
对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误
差,也称理论误差。
原则上可通过理论分析和计算或改变测量方法 来加以消除或修正。
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例: 用指针式万用表的 10V量程测量一只 1.5V干电池的电压, 示值如图所示,问: 选择该量程合理吗?
屏幕式显示元件
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测量环节的功能(传输通道)
它是仪表各环节间输入、输出信号的连接部分。
分为电线、光导纤维和管路等。
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测量应用方面
(1)过程监测:对过程参数的监测。 (2)过程控制:为生产过程的自动控制提供依 据。 (3)试验分析与系统辨识:解决科学上的和 过程上的问题,一般需要综合运用理论和实验 的方法。测量技术应用于实验分析,是测量技 术的一个典型应用。
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系统误差的特征
随机误差
定义:随机误差指在已经消除系统误差之后,在相同的条件下测量
同一量时,出现的这种误差值以不可预计的方式变化的误差。
形成原因:随机误差是出于那些对测量结果影响较小、我们尚未认 识或无法控制的因素(如电子噪声干扰等)造成的。
在多次重复测量同一量时,其误差值总体上服从统计规律(如正
损、疲劳等因素而使测量仪器设备带有的误差。
减少仪器误差的主要途径是根据具体测量任务,
正确地选择测量方法和使用测量仪器。
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2、人身误差
它指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、 固有习惯等而对测量实验中的现象与结果判断
不准确而造成的误差。
减少人身误差的途径
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3、影响误差
它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成 的误差。
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用2.5V量程测量 同一只1.5V干电 池的电压,与上 图比较,问示值 相对误差哪一个 大?
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误差分类
误差产生原因及规律
–
– –
系统误差:
随机误差: 粗大误差 绝对误差 相对误差 引用误差 基本误差 附加误差。
误差的数值表示方法
– – –
按误差与仪表使用条件的关系
– –
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系统误差
–
粗大误差一般是由于操作人员在操作、读数或记录 数据时粗心大意造成的。 测量条件的突然改变或外界重大干扰也会造成粗大 误差。
–
解决办法:对于这类误差一旦发现,应及时纠正。
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绝对误差
测定值与被测量真值之差称为测量的绝对误差,或简 称测量误差。 δ= x -X0 式中, δ—— 测量误差; x —— 测定值(例如仪表指示值); X0—— 被测量的真值。
态分布)。 解决办法:从随机误差的统计规律分布特征,可对其示值大小和可 靠性做出评价,并可通过适当增加测量次数求平均值的方法,减 少随机误差对测量结果的影响。
随机误差就个体而言是无规律的,不能通过实验的方法来消除。
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粗大误差
定义:粗大误差是指一种显然与事实不符的误差,其 误差值较大且违反常规。 形成原因:
动态测量
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测量系统的组成
测量系统由四个基本环节组成:传感器、变换器或 变送器、传输通道和显示装置。
传感器
被测量
变换器
传输通道
显示装置
测量值
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测量环节的功能(传感器)
传感器(敏感元件)
它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。
理想敏感元件应满足的要求:
敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。 敏感元件应该只对被测量的变化敏感,而对其它一切可能的 输入信号不敏感。 在测量过程中,敏感元件应该不干扰或尽量少干扰被测介质 的状态。
1 测量仪表基本知识
测量的定义
用实验的方法,把被测量与同性质的标准量进
行比较,确定两者的比值,从而得到被测量的 量值。
使测量结果有意义的要求:
用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所公认
的,且性能稳定。
进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。
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测量的基本方程式:
X = aU
式中, X —— 被测量; U —— 标准量(即选用的测量单位); a —— 被测量与标准量的数字比值。
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测量误差的概念
测量误差是指由于某些测量仪表本身的问题, 或是由于测量原理方法的局限性、外界因素的 干扰以及测量者个人因素等原因,使测量仪表
的指示值Xm与被测量的真实值Xl(称为真值)之
间存在的偏差值。
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测量误差的来源
1、仪器误差
它是由于设计、制造、装配、检定等的不完善 以及仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨
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测量方法
测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。
测量方法的分类(按测量结果产生的方式分):
(1)直接测量法:使被测量直接与选用的标准量进行比较,或者 预先标定好了的测量仪表进行测量,从而直接求得被测量数值的 测量方法。 (2)间接测量法:通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的 其它各个变量,然后将所测得的数值代入函数关系进行计算,从 而求得被测量数值的方法。
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测量环节的功能(变送器)
它是传感器和显示装置中间的部分,它是将传 感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部 件。
对变换器的要求:
性能稳定
精确度高,使信息损失最小。
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测量环节的功能(显示装置)
它是测量系统直接与观测者发生联系的部分
显示装置的基本形式:
模拟式显示元件
数字式显示元件
定义:指测量仪器或方法引起得有规律的误差,体现为与真值之间的偏差。 事例:如仪器零点误差,温度、电磁场等环境引起的误差,动力源引起的 误差。 解决办法:单纯增加测量次数,无法减少系统误差对测量的影响、但在找 出产生误差的原因之后,可以通过对测量结果引入适当的修正而消除之。
累进性 按复杂规律变化 周期性 恒值
真值一般无法得到,所以用实际值X代替X0。
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对于绝对误差,应注意下面几个特点:
绝对误差是有单位的量,其单位与测定值和实
际值相同。
( 3 )组合测量法:测量中使各个未知量以不同的组合形式出现 (或改变测量条件以获得这种不同组合),根据直接测量或间接 测量所获得的数据,通过解联立方程组以求得未知量的数值,这 类测量称为组合测量。
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测量方法的其它分类方式:
按不同的测量条件分:等精度测量与非等精度测量 按被测量在测量过程中的状态不同分:静态测量与