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测量技术的基本知识教案资料


三、热工仪表及其分类
(l)按参数种类不同,热工仪表可分为温度、 压力、流量、料位、成分分析及机械量等测量 仪表。
(2)按显示功能的不同,可分为指示仪表、 记录仪表、积算式仪表及信号式仪表等。
(3)接仪表组成系统的方式不同,可分为直 接变换式和平衡式两种仪表。
第四节 测量仪表的主要性能指标
一、仪表的计量性能指标
显示元件按其显示方式的不同可分为模拟式 显Байду номын сангаас元件、数字式显示元件和屏幕式显示元件 三种。
(4)通信接口与总线(Communication interface and bus)部分
其基本功能是管理两个不同系统之间的数据、 状态和控制信息的传输和交换。一个大型检测 系统中有许多测量分系统或测量节点,分系统 向上位机传送数据信息和测量状态、上位机向 下发布命令或各分系统之间交换信息都通过接 口进行。
的输入信号变化值的比值。用数学形式表示, 在某一点处仪表的灵敏度为
Slim d
x0 x dx
式中 S——在某一点处仪表的灵敏度;
φ——仪表的输出信号; x ——仪表的输入信号。
求得仪表的灵敏度后注意: 不要把单位丢掉!! !
3、线性度
线性度反映仪表的输入一输出特性曲线与 选用的对比直线之间的偏离程度。线性度又称 为非线性误差。
第三节 测量系统
一.测量系统的组成
一个完整的检测过程,一般应包括:
①信息的提取 —— 用传感器来完成。 ②信号的放大、转换与传输 —— 用中间转换装
置来完成。
③信号的显示和记录 —— 用显示器、指示器或
记录仪完成。
④信号的处理和分析 —— 用计算机、数据分析
仪、频谱分析仪等来完成。
二、测量系统各部分的作用 1、检出部分
常用的对比直线有三种情况,对应有三种线 性度的表示方式:
(γ一b)两般种可形用式绝表对示误。差(δb)和引用误差
允许误差 按计量部门的规定,仪表厂家
保证某一类仪表的基本误差不超过某个 规定的数值,此数值就被称为仪表的允 许误差(容许误差)。
允许误差也可用绝对误差与引用误差
两种形式表示,其符号分别为δa和γa。
注意: 允许误差是一种极限误差,在仪表 刻度范围内各点的示值误差均应保证小 于至多等于允许误差值。
几个概念:
仪表测量范围 仪表在保证规定精确度的前提下 所能测量的被测量的区域称为仪表的测量范围。
仪表的上、下限 在上述相同条件下仪表所能测量 的被测量的最高、最低值分别称为仪表测量的上 限和下限(简称上、下限,又称仪表的零位和满 量程值)。
仪表的量程 仪表的量程是指测量范围上限与下 限的代数差。
1、准确度 (1)示值误差 示值误差是指仪表的某
检出(detection)部分是测量系统中形式最多样、与 被测对象关联最密切的部分。担当检出功能的器件统称为 传感器(Sensor)。
对传感器有以下的要求:
① 传感器的输出信号与被测参数在数值上应呈单值关 系,最好是线性关系;
② 传感器的输出信号应该只响应被测参数的变化,其 他一切可能的输入信号(包括噪声信号)不能影响输出信 号;
测量技术的基本知识
第一章 绪论
测量的意义及发展方向 测量方法 测量系统 测量仪表的主要性能指标 仪表的检定
第一节 测量的意义及发展方向
一、测量与误差 1.测量的定义:测量是利用某种工具并以实验或计
算的方法获取被测参数数值的过程。具体说,是指被测 参数与预先确定的被测参数的“单位”进行比较,并获 取比值的过程。
2.测量的基本公式:
x = αUx —被测参数(被测量)的数值;
式中 x—
Ux——测量单位; α——测量获得的比值,又称为测量值。
实际的关系式应该是
x ≈ αUx
3. 测量过程有三要素 一是测量单位;二是测量方法;三是测量工具 。
二、检测技术及仪表的发展趋势
(1)传感器逐渐向集成化、数字化、智能化、网络 化、组合化方向发展;
(2) 信号变换部分 信号变换(Signal conversion)是使检出
的信号变换成适合于分析处理的信号。进行变 换时,重要的是考虑原始信号中哪些信息是希 望了解的,以及如何不丢失和不歪曲有用信息。 (3) 分析处理显示部分
显示部分是测量系统的输出部分。测量系统 通过它的显示元件向观察者反映被测参数的数 值。
(2)不断拓展测量领域和范围,努力提高检测精度 和可靠性;
(3)软测量技术、数据融合处理方法等新技术得到 迅速发展和广泛应用;
(4)非接触法检测技术得到重视和发展; (5)检测系统智能化。
第二节 测量方法的分类
根据分类依据的不同,测量方法主要有 以下几种分类方法 1、直接测量、间接测量、组合测量 2、接触测量与非接触测量 3、静态测量与动态测量 4、偏差法、零差法、微差法 5、等精度测量、非等精度测量
③ 传感器对被测对象状态的影响应尽量小。
传感器的输出一般有以下一些特点: ① 输出量为电压、电流或频率的变化,或者是通
过电阻、电容、电感的改变转换为电压、电流、 频率的变化。有模拟量和数字量两种形式。 ② 输出的电信号一般较微弱,如电压信号为毫伏 级甚至微伏级,电流信号为毫安级甚至纳安级。 ③ 由于传感器内部噪声的存在,输出信号与噪声 混在一起。若传感器的信噪比较小而输出的信 号又弱时,则信号淹没在噪声中。 ④ 传感器的输出特性呈线性或非线性。 ⑤ 外界环境如温度、湿度、电磁场等的变化会影 响传感器的输出特性。
一个测量值(示值)的误差,它反映在 该点仪表示值的准确性。示值误差常可 用三种形式表示。
1)示值的绝对误差 2)示值的相对误差 3)示值的引用(折合)误差
示值的绝对误差和示值的相对误差不能 作为仪表的误差。
(2) 仪表的基本误差与精确度等级
基本误差 在规定的正常工作条件下,
仪表整个量程范围内各点示值误差中绝 对值最大的误差称为仪表的基本误差。
精确度等级
表示的允许误
差以去引掉用百误分差号(剩γa下)的的数形值式
就称为仪表的精确度等级(或准确度等
级),俗称精度级。
要掌握: 精确度合格的仪表应满足其基本
误差不大于仪表的允许误差,是否满足 这一要求是仪表检定工作的主要任务之 一。 注意理解:基本误差、允许误差和仪表的 精确度等级的关系。
2、仪表的灵敏度 仪表的灵敏度是指其输出信号的变化值与对应
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