常規(guī)測量儀表原理及調(diào)試

1、常規(guī)測量儀表原理及調(diào)試過程控制的發(fā)展概況20世紀(jì) 60 年代：過程控制系統(tǒng)：串級、比值、均勻、前饋和選擇性等多種復(fù)雜控制系統(tǒng)。自動化儀表：單元組合儀表（氣動U型和電動U型）成為主流產(chǎn)品20世紀(jì)7080年代：微型計算機的出現(xiàn)及應(yīng)用都促使控制系統(tǒng)發(fā)展。過程控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、非線性分布式參數(shù)控制、解耦控制、模糊控制自動化儀表：氣動川型和電動川型，以微處理器為主要構(gòu)成單元的智能控制裝置。 集散控制系 統(tǒng)（DCS、可編程邏輯控制器（PLC）、工業(yè)PC機、和數(shù)字控制器等，已成為控制裝置的主流。 集散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了控制分散、危險分散，操作監(jiān)測和管理集中。20 世紀(jì) 90 年代至今： 過程控制系統(tǒng)：管控一體

2、化現(xiàn)場，綜合自動化是當(dāng)今生產(chǎn)過程控制的發(fā)展方向。自動化儀表： 總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)， 引起過程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)上的重大變革。 現(xiàn)場儀表 的數(shù)字化和智能化， 形成了真正意義上的全數(shù)字過程控制系統(tǒng)。 各種智能儀表、 變送器、無紙紀(jì)錄儀、 人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。我們首先學(xué)習(xí)誤差，通過誤差來判定儀表是否可以使用、 測量過程與誤差檢測過程的實質(zhì)在于被測參數(shù)都要經(jīng)過能量形式的一次或多次轉(zhuǎn)換， 最后得到便于測量的信號形式，然后與相應(yīng)的測量單位進行比較，由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。誤差測量值和真實值之間的差值誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實驗手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技

3、術(shù)水平的限制等原因1. 按誤差數(shù)值表示的方法，誤差可分為 絕對誤差 、相對誤差 、引用誤差 。按誤差出現(xiàn)的規(guī)律，誤差 可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差、疏忽誤差。按儀表使用條件來分， 誤差可分為基本誤差、附加誤差（1）系統(tǒng)誤差 在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變或按定規(guī)律變化。 特點： 有一定規(guī)律的， 一般可通過實驗或分析的方法找出其規(guī)律 和影響因素，引入相應(yīng)的校正補償措施，便可以消除或大大減小。誤差產(chǎn)生的原因： 系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表本身的不完善、 檢測中使用儀表的方法不正確以 及測者固有的不良習(xí)慣等引起的。（2）疏忽誤差 明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差，又稱

4、粗差。特點：無任何規(guī)律可循。誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如讀錯、算錯數(shù)據(jù)等） 、不正確操作、 實驗條件的突變或?qū)嶒灎顩r尚未達到預(yù)想的要求而匆忙測試等原因所造成的。（3）隨機誤差 在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時，誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。特點：變化難以預(yù)測，無法修正。誤差產(chǎn)生的原因：隨機誤差主要是由于測量過程中某種尚未認(rèn)識的或無法控制的各種隨機因素 （如空擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的綜合結(jié)果。隨機誤差在多次測量的總體上服從一定統(tǒng)計規(guī)律， 可利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法來估計其影響。2. 真值是一個變量本身所具有的真實值?；蛘呖梢岳斫鉃闆]有誤差的值。

5、3. 約定真值是一個接近真值的值，它與真值之差可忽略不計。實際測量中，以在沒有系統(tǒng)誤差的情 況下，足夠多次的測量值之平均值作為約定真值。4. 相對真值是當(dāng)高一級標(biāo)準(zhǔn)器的誤差僅為低一級的 1/31/20 時，可以認(rèn)為高一級的標(biāo)準(zhǔn)器或儀表的 示值為低一級的相對真值。5. 絕對誤差是測量結(jié)果與真值之差，即絕對誤差 =測量值-真值6. 相對誤差是絕對誤差與被測量值之比，常用絕對誤差與儀表示值之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即相對誤差 =X100%7. 引用誤差是絕對誤差與量程之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即引用誤差=X100% 儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的。精度檢測儀表的精度反映測量值接近真實值的準(zhǔn)確程度，一般用一

6、系列誤差來衡量。絕對誤差是指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即Axx -xt精度等級按儀表工業(yè)規(guī)定，去掉最大引用誤差的 ±”號和“ 號，稱為儀表的精度等級，目前已系列化。只 能從下列數(shù)系中選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級，即 0.005，0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5,1.0，1.5, 2.5, 4.0 等。例1有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為 0100C和100300C，校驗表時得到它們的最大絕 對誤差均為2C,試確定這兩臺儀表的精度等級。解 這兩臺儀表的最大引用誤差分別為100% =2%100 -02300 -100100% =1%去掉最大引

7、用誤差的“呀，其數(shù)值分別為2和1,由于國家規(guī)定的精度等級中沒有 2級儀表，同時該儀表的誤差超過了 1級儀表所允許的最大誤差，所以這臺儀表的精度等級為2.5級，而另一臺儀表的精度等級正好為1級。由此可見，兩臺測量范圍不同的儀表，即使它們的絕對誤差相等，它們 的精度等級也不相同，測量范圍大的儀表精度等級比測量范圍小的高 例2某臺測溫儀表的工作范圍為0500C,工藝要求測溫時測量誤差不超過土 4C,試問如何選擇儀表的精度等級才能滿足要求？解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大引用誤差為、.4,max100% = 0.8%500 -0去掉最大引用誤差的 ±”號和“ 號，其數(shù)值為0.8，介于0.51.0

8、之間，若選擇精度等級為1.0級的儀表，其最大絕對誤差為土 5 C，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級的儀表才能滿足要求。注意：在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表的允許誤差應(yīng)該大于或等于儀表校驗時所得到的最 大引用誤差；而根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于或等于工藝上所 允許的最大引用誤差。這一點在實際工作中要特別注意。例3.測量范圍0100C的下限值（0 ）,上限值（100 ），量程（100 ）。測量范圍20100C的下限值（20 ），上限值（100 ），量程（80 ）。測量范圍-25100C的下限值（-25 ），上限值（100 ），量程（125 ）。測量范圍-

9、10020C的下限值（-100 ），上限值（20 ），量程（120 ）。測量范圍-100-20C的下限值（-100 ），上限值（-20 ），量程（80 ）。測量范圍420mA的下限值（4 ）,上限值（20 ），量程（16 ）。4.有一臺變化范圍為320360kpa的壓力。若用下列A、B兩臺壓力變送器進行測量，那么在正常 情況下哪臺的測量準(zhǔn)確度高些？壓力變送器A: 1級，0600kpa。壓力變送器B: 1級250500kpa=解：用變送器A時，測量結(jié)果的最大誤差max=1%x（600-0） =6kpa用變送器B時，測量結(jié)果的最大誤差max=1%x （500-250） =0.5kpa顯然用變送器B

10、測量準(zhǔn)確度高些。被測變量和儀表功能的字母代號第一位字母后繼字母被測量變量或引發(fā)變量修飾詞讀出功能輸出功能修飾詞A分析報警B燒嘴、火焰供選用供選用供選用C電導(dǎo)率控制D密度差E電壓（電動勢）檢測元件F流量比（分?jǐn)?shù)）G供選用（本裝置為氣體）視鏡；觀察H手動高或開I電流指示J功率掃描K時間、時間程序變化速率操作器L物位燈低或關(guān)M水分或濕度瞬動中、低NO供選用節(jié)流孑LP壓力、真空連接、測量占八、Q數(shù)量積算、累計R核輻射記錄S速度、頻率安全開關(guān)、聯(lián)鎖T溫度傳送U多變量（本裝置為開關(guān)閥）多功能多功能多功能V振動、機械監(jiān)視閥、風(fēng)門、百葉窗W重量，力套管X在本裝置為連鎖閥X軸未分類未分類未分類Y事件、狀態(tài)Y軸繼動器、計算器、轉(zhuǎn)換器Z位置、尺寸Z軸驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)未分類的最終執(zhí)行元件說明：1“供選用”指的是在個別設(shè)計中多次使用，而表中未規(guī)定含義。2字母“X”未分類，即表中示規(guī)定其含義，適用于在設(shè)計中一次或有限幾次使用。3 后繼字母確切含義，根據(jù)實際需要可以有不同的解釋。4被測變量的任何第一位字母若與修飾字母 D （差）F （比八M （瞬間）、K （變化速率）、Q （積 算