檢測(cè)儀表及傳感器

檢測(cè)儀表及傳感器第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章檢測(cè)儀表及傳感器第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月知識(shí)結(jié)構(gòu)第5章自動(dòng)控制儀表第6章執(zhí)行器第2章過(guò)程特性第3章檢測(cè)儀表與傳感器第4章顯示儀表第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念第7章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)第8章復(fù)雜控制系統(tǒng)第9章新型控制系統(tǒng)第10章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)昆明理工大學(xué)第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓力檢測(cè)方法及儀表本章內(nèi)容物位檢測(cè)方法及儀表流量檢測(cè)方法及儀表溫度檢測(cè)方法及儀表數(shù)字式顯示記錄儀表昆明理工大學(xué)第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述檢測(cè)儀表組成：檢測(cè)環(huán)節(jié):是檢出元件或傳感器，直接感受被測(cè)變量，并將它變換成適于測(cè)量的信號(hào)形式。轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié):對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進(jìn)行指示或記錄。顯示部分:就地指示型儀表、單元組合型儀表、數(shù)字式顯示儀表

昆明理工大學(xué)第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)儀表組成框圖（續(xù)）按輸出量分：可分成參量型傳感器和發(fā)電型傳感器參量型：

一般輸出信號(hào)△X、△R、△L、△C等無(wú)源電量信號(hào)。

例：應(yīng)變式、電阻式、電感式、電容式等傳感器發(fā)電型一般輸出信號(hào)△mv、△i、△q等有源電量信號(hào)。

例：熱電偶、光電、壓電式傳感器。傳感器被測(cè)量非電量測(cè)量電路指示儀記錄儀CRT處理器傳感信號(hào)電量電源昆明理工大學(xué)第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)過(guò)程及誤差檢測(cè)過(guò)程檢測(cè)誤差誤差-------測(cè)量值和真實(shí)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(shí)驗(yàn)手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測(cè)技術(shù)水平的限制等原因.昆明理工大學(xué)第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)誤差

-----------在同一測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化特點(diǎn)：有一定規(guī)律的，一般可通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(bǔ)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(cè)儀表本身的不完善、檢測(cè)中使用儀表的方法不正確以及測(cè)量者固有的不良習(xí)慣等引起的。昆明理工大學(xué)第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月疏忽誤差

明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差，又稱粗差，特點(diǎn)：無(wú)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(cuò)、算錯(cuò)數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙測(cè)試等原因所造成的。這時(shí)含有粗差的測(cè)量值稱為異常值或壞值，一般均應(yīng)從測(cè)量結(jié)果中剔除。昆明理工大學(xué)第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨機(jī)誤差

--------在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小、符號(hào)均為無(wú)規(guī)律變化，又稱偶然誤差。

特點(diǎn)：變化難以預(yù)測(cè)，無(wú)法修正

誤差產(chǎn)生的原因：隨機(jī)誤差主要是由于測(cè)量過(guò)程中某種尚未認(rèn)識(shí)的或無(wú)法控制的各種隨機(jī)因素（如空氣擾動(dòng)、噪聲擾動(dòng)、電磁場(chǎng)等）所引起的綜合結(jié)果。昆明理工大學(xué)第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差指儀表指示值與標(biāo)準(zhǔn)表的指示值之間的差值，即

χ——儀表指示值

χt——被測(cè)量的真值

χ0——約定真值

A

B0-100℃0-1000℃1℃思考昆明理工大學(xué)第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)相對(duì)誤差測(cè)量誤差等于某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差與被測(cè)參數(shù)真值之比。

χ——儀表指示值

χt——被測(cè)量的真值

χ0——約定真值思考

A

B20公斤1噸重1kg昆明理工大學(xué)第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)引用誤差(相對(duì)百分誤差)

δ——引用誤差Μ——儀表量程昆明理工大學(xué)第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月檢測(cè)儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)精度等級(jí)

1.51.50.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0精度等級(jí)符號(hào)昆明理工大學(xué)第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1-1

有兩臺(tái)測(cè)溫儀表，它們的測(cè)溫范圍分別為0~100℃和100~300℃，校驗(yàn)表時(shí)得到它們的最大絕對(duì)誤差均為2℃，試確定這兩臺(tái)儀表的精度等級(jí)。解這兩臺(tái)儀表的最大引用誤差分別為一臺(tái)儀表的精度等級(jí)為2.5級(jí)，而另一臺(tái)儀表的精度等級(jí)為1級(jí)。昆明理工大學(xué)第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1-2某臺(tái)測(cè)溫儀表的工作范圍為0~500℃，工藝要求測(cè)溫時(shí)測(cè)量誤差不超過(guò)±4℃，試問(wèn)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足要求？解

根據(jù)工藝要求，儀表的最大引用誤差為應(yīng)選擇0.5級(jí)的儀表才能滿足要求昆明理工大學(xué)第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例例1-3：一臺(tái)精度等級(jí)為0.5級(jí)、量程范圍600~1200°C的溫度傳感器，它最大允許絕對(duì)誤差是多少？檢驗(yàn)時(shí)某點(diǎn)最大絕對(duì)誤差是4°C，問(wèn)此表是否合格？ 解：根據(jù)精度定義表達(dá)式：

并由題意知：A=0.5%，=(1200-600)°C，得到最大允許絕對(duì)誤差。

此溫度傳感器最大允許絕對(duì)誤差為3°C。檢驗(yàn)?zāi)滁c(diǎn)的最大絕對(duì)誤差為4°C，大于3°C，故此傳感器不合格。

昆明理工大學(xué)第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：在確定一個(gè)儀表的精度等級(jí)時(shí)，要求儀表的允許誤差應(yīng)該大于或等于儀表校驗(yàn)時(shí)所得到的最大引用誤差；而根據(jù)工藝要求來(lái)選擇儀表的精度等級(jí)時(shí)，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。昆明理工大學(xué)第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月靈敏度與靈敏限

靈敏度

表示儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化反應(yīng)的能力，是指儀表達(dá)到穩(wěn)態(tài)后輸出增量與輸入增量之比，即

S——儀表的靈敏度

Δy——儀表輸出變量的增量

Δx——儀表輸入變量的增量

數(shù)字式儀表常用分辨力來(lái)表示靈敏度。分辨力是指數(shù)字儀表在最低量程上最末位數(shù)字改變一個(gè)字時(shí)所對(duì)應(yīng)的物理量數(shù)值，它反映了數(shù)字儀表能夠檢測(cè)到的被測(cè)參數(shù)中最小變化的能力。靈敏限指引起儀表指針發(fā)生可見變化的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。

昆明理工大學(xué)第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月回差 在外界條件不變的情況下，當(dāng)被測(cè)參數(shù)從小到大（正行程）和從大到?。ǚ葱谐蹋r(shí)，同一輸入的兩個(gè)相應(yīng)輸出值常常不相等。兩者絕對(duì)值之差的最大值和儀表量程之比的百分?jǐn)?shù)稱為回差，也稱變差。反行程正行程被測(cè)參數(shù)儀表示值昆明理工大學(xué)第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線性度

L

其中—傳感器的量程輸出—校正曲線與擬合直線間的最大偏差 由此可見，非線性誤差(線性度