传感器标定与校准
14.1 测量误差基本概念
仪表精度等级a（去掉仪表误差的“”号和“%”）
a=0.005，0.01，0.02，0.05；0.1， 0.2， ( 0.4)，0.5；
Ⅰ级标准表
Ⅱ级标准表
1.0，1.5， 2.5，(4.0)；等 工业用表
仪表的基本误差：
max=仪表量程a%
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=xxi=xx0 (真值xi一般用相对真值x0代替） 绝对误差是可正可负的，而不是误差的绝对值；绝对误 差还有量纲，它的单位与被测量的单位相同。
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14.1 测量误差基本概念
测量误差的分类：
根据引起误差的原因和误差的性质，测量误差可分为 三类：
系统误差，具有确定性，决定测量的准确度，可以进 行修正；
14.1 测量误差基本概念
3．仪表变差（升降变差）
升降变差（又称回程误差或示值变差），是指在相同条件 下，使用同一仪表对某一参数进行正、反行程测量时，对应于 同一测量值所得的仪表示值不等，正、反行程示值之差的绝对 值称为升降变差，即
（升降）变差＝正行程示值反行程示值
仪表变差也用最大引用误差表示，即
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14.1 测量误差基本概念
2.测量范围和量程
测量范围: 指“测量仪器的误差处在规定极限内的一组 被测量的值”。
量程: 指测量范围的上限值和下限值的代数差。 例如：测量范围为0~100℃时，量程为100℃；
测量范围为20~100℃时，量程为80℃； 测量范围为20~100℃时，量程为120℃。
此精度介于0.5级和1.0级之间，若选择精度等级为1.0级的传 感器，其允许最大绝对误差为10℃，这就超过了工艺要求的 允许误差，故应选择0.5级的精度才能满足工艺要求。
正行程测 反量 行值 程测量值
变 差
量程
ma x10% 0
必须注意，仪表的变差不能超出仪 表的允许误差（或基本误差）。
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图14-1 测量仪表的变差
14.1 测量误差基本概念
例14-1 某压力传感器的测量范围为0~10MPa，校验该传感 器时得到的最大绝对误差为0.08MPa，试确定该传感器的精 度等级。
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14.1 测量误差基本概念
3.精确度（简称精度）
仪表误差： （仪表）引用误差：
引仪 表量 1程 0% 0
仪表的准确度用仪表的最大引用误差max（即仪表的最大 允许误差允）来表示，即
max量 ma程 x10% 0 式中，max—仪表在测量范围内的最大绝对误差；
仪表误差整体上评价仪表在其测量范围内测量的好坏。
解：该传感器的精度为：
m a量 xm a1 x 程 ％ 0 1 0 0 .0 0 0 8 1% 0 0 0 .8 %
由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，而该传感器的 精度又超过了0.5级仪表的允许误差，所以，这只传感器的精 度等级应定为1.0级。
根据仪表校验数据来确定仪表精度等级时，仪表的精度等级 值应选不小于由校验结果所计算的精度值
14.1 测量误差基本概念
14.1.2 仪表误差
1 .仪表误差术语
①测量仪表的示值误差
=仪表示值x-真实值xi =xx0(xi用约定真值x0来代替 ) 相对示值误差
相对
x0
100%
②测量仪表的最大允许误差 定义是“对给定的测量仪
表，规范、规程等所允许的误差极限值”。有时也称为测
量仪表的允许误差限，或简称允许误差（允）。
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14.1 测量误差基本概念
2. 测量误差
检测仪表获得的测量值与被测变量的真实值之间存在一定 的差异，这一差异称为测量误差。
误差公理—实验结果都具有误差，误差自始至终存在于 一切科学实验的过程之中。
测量误差有绝对误差和相对误差之分。 （1）绝对误差
绝对误差在理论上是指测量值x与被测量的真值xi之间的 差值，即
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14.1 测量误差基本概念
例14-2 某测温传感器的测量范围为0~1000℃，根据工艺要 求，温度指示值的误差不允许超过7℃，试问应如何选择传感 器的精度等级才能满足以上要求?
解：根据工艺要求，传感器的精度应满足：
m a量 x m a1 x 程 % 0 1 0 0 7 0 0 10 % 0 0 0 .7 %
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14.1 测量误差基本概念
③测量仪表的固有误差 常称为测量仪表的基本误差。 定义是“在参考条件下确定的测量仪表的误差”。此参考
条 件也称为标准条件，是指为测量仪表的性能试验或为测量 结果的相互比较而规定的使用条件，一般包括作用于测量 仪表的各影响量的参考值或参考范围。
④附加误差 附加误差是指测量仪表在非标准条件时所 增加的误差，它是由于影响量存在和变化而引起的，如温 度附加误差、压力附加误差等等。
静态标定—标定静态特性：灵敏度，线性度，
传感器的标定
精度…；
动态标定—动态特性参数（；n，）测试； 动态标定信号：阶跃信号或正弦信号。
传感器的标定与校准的目的:保正测量的准确、统一和法
制性。
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14.1 测量误差基本概念
14.1.1 测量与测量误差
1.测量 “测量是以确定量值为目的的一种操作”。这种“操作” 就是测量中的比较过程——将被测参数与其相应的测量单 位进行比较的过程。实现比较的工具就是测量仪器仪表 （简称仪表）。 检测是意义更为广泛的测量，它包含测量和检验的双 重含义。工程参数检测就是用专门的技术工具（仪表）， 依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。一个完整 检测过程应包括： 信息的获取—传感器(一次仪表)； 信号的调理—变送器(二次仪表) ； 信号的显示与记录—显示、记录仪(二次仪表) 。
第14章 传感器的标定与校准
传感器的标定与校准：通过试验，建立传感器的输出-输
入特性及其误差关系。
传感器的标定与校准方法：标准设备产生已知非电量—
输入量，测试被标定传感器相应的输出量，并与输入量比较，
作出标定图表。
传感器的标定系统：被测非电量的标准发生器与标准测
试系统；待标传感器与配接的信号调理和显示、记录器等。
随机误差，具有偶然性，决定测量的精密度，利用误 差理论进行处理；
粗大误差，是错误，应剔除。
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14.1 测量误差基本概念
（2）相对误差
实际相对误差：
实
xi
100%
标称相对误差（或示值相对误差）
标
x0
1
00%
测量误差是对某一次具体测量好坏的评价。
（14-3） （14-4）
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