第1篇-1-测量基础.ppt

概要、一、测量过程和测量仪器二、测量误差三、测量仪器质量指标四、工业仪器的分类五、测量系统中的信号六、测量仪器和测量方法的分类七、化工检验的发展趋势、一、一、测量过程和测量仪器、测量是什么？ 2、测定用实验方法，求出一定量的大小。用已知量与被测进行比较和收集信息的过程： A=gUxg:测量比率Ux:测量单位，2、测量的本质：将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程，仪表是实现这一比较的工具。 测量和评价的联系和差异是？ 一、测定过程和测定仪器，二、测定方法：一、根据测定方式，直接测定(测定直接得到的结果)和间接测定(不能直接得到的结果，需要一定的运算)。 2 .按接触方式：接触式测量和非接触式测量。 3、根据平衡方式，平衡式(指零式)和非平衡式(指偏差式)、一、测量过程和测量仪，二、测量的第一过程是指能量形式转换一次或多次的过程。 这个过程一般包括四个环节。 一次传感器的感觉过程、能量转换过程、信息处理过程和信号传递过程。 测量的第二过程是被测量参数和测量单位的比较过程。 一般来说，测量电路和用于比较相应的测量单位的显示装置必须包括两个部分。 一个检查系统除了被检查对象以外，包括上述两个过程和六个部分。 然而，某些实际的检查系统通常需要两个过程。 但是，并不一定有6个部分，其中的主传感器和显示装置对于构成检查系统是必要的。 测量过程1 .能量形式的一次或多次转换过程。 2、比较被测参数和相应的测量单位的过程，一、测量过程和测量仪器，二、一、用玻璃水银温度计测量水温。 其中水银是传感器元件，玻璃的标准刻度是显示装置。 这个检查过程有两个阶段。 一个是水银受到热，水银柱上升，将感知到的热能转换为水银柱的能量的过程。 这就是能源形式的转换。 温度的读取值是比较水银柱的高度和玻璃上的标准温度刻度的过程，也就是测定的第二过程。 因此，一个测量系统的两个过程和传感器、显示装置两个部分是不可缺少的。 以上例子是一个测量装置中包含两个测量过程和几个测量部分的例子，但在工业上，应用几个独立的测量部分构成一个测量系统，实现了某个工艺参数的测量。 一、测量过程和测量仪器，二、检测这些参数的技术工具称为测量仪器。 用于将这些参数转换成一定容易传输的信号的仪表，一般被称为传感器。 传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号时，一般称为变送器。 测量仪器，一，测量过程和测量仪器，二，测量仪器两种结构开环结构：所有的信息转换都只向一个方向进行。 闭环结构：有两个转换电路，一个是正向转换电路，另一个是反向转换电路。 一、测量过程和测量器，二、测量误差、测量误差：测量器读取的被测量值(测量值)与被测量参数的真实值之差。 误差=测定值-真值在理论上不能取得真值，因此，测定误差是指测定器(精度低)和标准表(精度高)在相同时刻测定相同的被测定变量的两个读取值之差。 3、系统误差：将反复测量同一被测量参数时出现的数值大小和符号相同的误差，或者按一定规则(如线性、多项式、周期等函数规则)变化的误差称为系统误差。系统误差产生的原因：仪表工作原理不完善，仪表自身材料、零件、技术等方面有缺陷，仪表用于测量的方法不正确，测量者有不良的读取习惯等。 读数之差。 指出：也就是说，系统的误差一般可以消除或减少。 但是，发现和寻找这个规律有时是很困难的。 例如，用测量物体的重量，如果盘子的重量已经有两个的话，结果比平时少两个。 3、2、测量误差、过失误差：明显与事实不一致的误差。 特征：一般不规则。 原因多是操作者的疏忽。 例如，过度的疲劳、疏忽引起的。 指出包含这个误差的测定结果是没有意义的，应该尽量避免。 这样的误差常常被称为粗大误差。 例：交流电压的测定：实测221V、2210V，明显错误。 3、2、测量误差、随机误差(也称为偶然误差):指遵循统计规律的误差。 起因于某个偶然的因素。 这些因素中有很多是我们还不认识的原因和人们还无法控制的因素。 例如，电子电路中的噪声干扰等。 由这些因素引起的误差，虽然数值的大小和性质不固定，难以事先消除，但整体上遵循一定的统计规律。 特征：这个误差虽然用校正的方法无法消除，但理论上可以估计对检测结果的影响。 随机误差只能用理论方法估计对测量结果的影响，本质上无法去除。 有人指出，测量过程中发生的误差与机器的使用方法有关。 3，2，测量误差，绝对误差，xI :仪表指示值，xt :测量的真值，相对误差，4，2，测量误差，引用误差(相对误差百分比)，误差(劣化)，4，劣化的原因：传动机构的间隙，弹性元件的延迟。 二、测量误差，三、测量仪器的质量指标，五，一.测量仪器的精度(精度)，说明：测量仪器的测量误差可以用绝对误差表示。 但是，仪表的绝对误差在测量范围内的各点上不同。 因此，经常说的“绝对误差”是指绝对误差中的最大值max。相对误差、容许误差、6、3、仪表的质量指标、7、3、检测仪表的质量指标，8、解仪表的相对误差，在删除仪表的和“%”时，其数值为0.8。 国家规定的精度等级没有0.8级仪表，同时该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，因此该测温仪表的精度等级为1.0级。 三、仪表质量指标、九、仪表精度等级是测量仪表质量优劣的重要指标之一。 精度等级的数值越小表示该仪表的精度等级越高，仪表的精度越高。 工业现场用的仪表，其精度多在0.5级以下。 仪表的精度等级一般可以用不同的符号形式显示在仪表面板上。 三、检查仪表质量指标，在工业上应用时，检查仪表准确性的要求必须根据生产操作的实际状态及其参数对整个过程的影响程度来决定允许范围，以保证生产的经济性和合理性。 10、根据仪表检查数据确定仪表精度等级和根据过程要求选择仪表精度等级，情况不同。 根据仪表检查数据确定仪表精度等级时，仪表的允许误差必须大于仪表检查得到的相对百分比误差，按照工艺要求选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差必须在工艺允许的最大相对百分比误差以下。 三、检测仪表的质量指标，二.检测仪表的一定程度，恶化是指在外界条件不变化的情况下，用同一仪表测量在仪表的全部测量范围内测量的正反行程(即，测量参数从小到大逐渐从大到小变化)图1-1仪器的劣化，11，仪器的劣化不能超过仪器的容许误差。 除此之外的情况下必须立即检查。 三、检查仪表质量指标，注意、10、精度(精度)是精度(系统误差)和精度(随机误差)的综合。 精度是反映仪表性能优劣的最主要指标。 精度由容许误差和劣化h决定，仪表出厂要求：三，检测仪表的质量指标，12，3 .灵敏度和灵敏度界限，仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移和角位移，与引起该位移的被测定参数的变化量之比。 即，式中，s是仪表的灵敏度是指针的线位移或角位移x是引起所需的被测量参数的变化量。 仪表的灵敏度极限是指引起仪表指针动作的被测量参数的最小变化量。 通常，仪表灵敏度限制的数值必须在仪表的容许绝对误差的一半以下。 三、对于仪表质量指标、12、分辨率、数字仪表，分辨率是以数字显示器最低位的数字间隔为代表的被测参数的变化量。 分辨率根据范围而不同，与最低范围对应的分辨率也被称为该表的最高分辨率，也称为灵敏度。 通常以最高分辨率作为数字电压表的分辨率指标。 分辨率与仪表的有效位数有关。 三、检查仪表质量指标，13，4 .反应时间、反应时间是测定仪表能否尽快反映参数变化的质量指标。 反应时间长表示仪表需要很长时间才能给出正确的指示值，不适合测量变化频繁的参数。 仪表反应时间的长度实际上反映了仪表动态特性的好坏。 三、检查仪表质量指标，14，5 .线性度，线性度是表示线性刻度仪表输出量和输入量的实际校准曲线和理论直线的一致度。 测量仪器的输出和输入之间总是要求线性关系。 另外，图1-2的线性度示意图，式中，f是线性度(也称为非线性误差)，fmax是标准曲线相对于理论直线的最大偏差(以计显示值为单位计算)。 三、测量仪的质量指标、六、再现性、再现性表示测量仪在同一方向上在全范围内连续多次变动时得到的标定特性曲线不一致的程度。 如果标定的特性曲线一致，再现性好，再现性误差小。 图1-3的再现性示意图，15，3，测量仪器的质量指标，19，1 .测量仪器使用的能量分类，电表，电动仪表，液体仪表，以电为能量，信号之间的连接比较方便，适合远距离传输和集中控制。 目前，电子仪表可以防火、防爆，有利于电子仪表的安全使用。 一般的结构很复杂。容易受到温度、湿度、电磁场、放射性等环境的影响。 优点、缺点、常用、四、工业仪表的分类、20、2 .在信息的获得、传递、反映和处理过程中进行分类，检测仪表，作用是获取信息，进行适当的转换。 显示仪表，显示从仪表中得到的信息。 包括各种巡回检查机、巡回控制机等的集中控制装置。 此外，控制仪表，根据需要可以对输入信号进行各种运算。 致动器可以接收用于控制仪表的输出信号，或直接接收来自操作员的指令，对生产过程进行操作和控制。 四、工业仪表的分类，图3-3的各种仪表的作用，21，4，工业仪表的分类，22，3 .按仪表的构成形式进行分类，基地式仪表的特征是将测量、显示、控制等各部分集中在一个表壳上形成一个整体。 该仪表适合现场现场检查和控制，但无法实现多个参数的集中显示和控制。 这在一定程度上限制了基地式仪表的应用范围。 基地式仪表和单元组合仪表，四、工业仪表的分类，化工生产中的单元组合仪表有电动单元组合仪表和空气单元组合仪表两种。 国产电动机组组合仪表简称为DDZ仪表，气动机组组合仪表简称为QDZ仪表。另外，单元组合仪表是指能够分别独立地动作参数的测定及其传送、显示、控制等各部分的单元仪表(单元，例如传送单元、显示单元、控制单元等)。 这些单元通过统一的标准信号相互连接，按不同的要求，可以简单地将各单元组合到各种控制系统中，适用性和灵活性很高。23、4、工业仪表的分类、5、检测系统的信号、作用于检测装置输入端的被检测信号通常被转换为以下种类的传输和显示方便的信号类型。 1 .位移信号2 .压力信号3 .电信号4 .光信号，16，1 .一般信号类型，位移信号：包含线性位移和角位移的机械信号。 测量力、压力、质量、振动等物理量时，首先转换为位移量后再进行处理。 压力信号：包括气压信号和油压信号，工业检查主要适用气压信号。 电信号：有电压信号、电流信号、阻抗信号、频率信号等。 传输快，延迟少，可以远距离传输，容易与电子计算机连接。 光信号：包括光束信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、云纹信号等。 但是，连续的也是断续的(脉冲的)。 1 .常见的信号类型，五种，检测系统中的信号，模拟信号是能确定时间上连续变化的信号，即瞬间的数值。 电信号，即平滑地连续变化的电压和电流信号。 数字信号和数字信号是离散出现的不连续信号，通常用组合了二进制“0”和“1”的码序列来表示。 将数字信号转换为电信号是一系列窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。 连续变化的工艺参数(模拟信号)可以通过数字传感器直接转换成数字信号。 然而，在许多情况下，这些参数被转换为电模拟信号，然后利用模数(A/D )转换技术将电模拟量转换为数字量。 在将一个模拟信号变换为数字信号的情况下，必须用最接近的离散值(数字量)近似连续量的大小，并以一定的测量单位对连续参数进行整数化。 由于数字的量只能增减1个单位，所以计量单位越小，整数化引起的误差也越小。 17、2 .信号传递形式、开关信号和表示两个状态或两个数值范围的不连续信号。 例如，在用水银接点温度计检测到温度的变化的情况下，可以通过水银接点的“关闭”和“关闭”来判断温度是否达到了规定值。 在自动检测技术中，可使用开关传感器(单簧管、电接触式传感器等)将模拟信号转换成开关信号。 17，2 .信号传输形式，6，测量仪和测量方法的分类，1 .测量仪的分类，根据测量的参数，可分为压力(包括差压、负压)测量仪、流量测量仪、物位(液位)测量仪、温度测量仪、物质成分分分析仪、物性测量仪等。 根据显示数的方式，可分为指示型、记录型、信号型、远传指示型、蓄积型等。 根据精度等级和使用场合，分为实用仪表、示范仪表和标准仪表，在现场、实验室、标定室使用。 18、2 .测量方法的分类，19、6，测量仪和测量方法的分类，(1)直接测量，用标定的仪器测量被测量参数，从显示结果直接得到被测量参数的具体数值的测量方法。 根据被测定参数的取得方式，直接测定有偏差法和平衡法(零法)的区别。 此外，平衡法和偏差法组合的微差法、20、6、计测器和计测方法的分类、(2)间接计测，不应该直接计测的情况下，通过计测与计测相关的几个相关量，然后进行计算，可以决定计测的大小。21，6，测量和测量方法的分类，7，测量技术的发展趋势，1 .测量技术的现代化，2 .测量技术的集成化、数字化、智能化，3 .软件测量技术和虚拟设备，22，测量技术和测量方法的发展：随着科学技术的发展，新技术、新材料、新技术相继出现，新的测量方法传感器、集成电路、电子技术、数字技术、微机技术应用广泛。 例题分析中，1 .处于某线性关系的温度变送器的测温范围为0200，变送器的输出为420mA。 检查该温度变送器，得到以下数据：基于以上的检查数据，尝试确定该仪表的劣化、精度等级和线性度。 23，解决这